หม้อต้มน้ำแบบท่อ: อุปกรณ์ หลักการทำงานด้านพลังงานอุตสาหกรรม

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

อุปกรณ์ทำน้ำร้อนในหม้อไอน้ำใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมซึ่งให้คุณค่ากับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง หน่วยดังกล่าวส่วนใหญ่ใช้สำหรับการดำเนินงานด้านเทคโนโลยี - ตัวอย่างเช่นเพื่อสร้างไอน้ำโดยการระเหยน้ำ แต่ไม่รวมความเป็นไปได้ของการดำเนินงานในครัวเรือนหากจำเป็นต้องจัดระบบน้ำร้อนสำหรับผู้บริโภครายใหญ่หลายราย ในบรรดาการออกแบบเครื่องกำเนิดไอน้ำที่ปรับให้เหมาะสมที่สุด หนึ่งสามารถสังเกตการออกแบบท่อน้ำ บอยเลอร์ประเภทนี้ไม่ได้ด้อยกว่าแอนะล็อกจำนวนมากในแง่ของเอาต์พุตต่อหน่วยเวลา แต่การออกแบบทำให้เกิดข้อจำกัดมากมายในการทำงานในสภาพที่คับแคบ

อุปกรณ์หน่วย

การออกแบบที่พบบ่อยที่สุดโดยมีกลองสองตัว (นักสะสม) อยู่ที่ฐาน เหล่านี้เป็นถังโลหะที่เชื่อมต่อกันด้วยท่อที่แตกต่างกันเส้นผ่านศูนย์กลาง ส่วนประกอบบังคับคือห้องเผาไหม้หรือเตาหลอมที่สร้างพลังงานความร้อน องค์ประกอบการออกแบบอื่นๆ ได้แก่:

• ท่อจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง (ปกติจะเป็นของเหลว)
• การสื่อสารสำหรับน้ำ.
• ทางเข้าและทางออกสำหรับน้ำ
• ทางออกสำหรับระบายน้ำ
• ฉากกั้น (ถ้าเรากำลังพูดถึงระบบหม้อน้ำแบบปิดในกล่องป้องกัน)
• ปล่องไฟ
• เครื่องแยกไอน้ำ

ส่วนประกอบโครงสร้างส่วนใหญ่ของหม้อต้มน้ำแบบท่อน้ำทำจากโลหะผสมเหล็กทนความร้อน นอกจากนี้ยังมีรุ่นเหล็กหล่อ แต่สามารถใช้ได้หากสภาพการทำงานอนุญาตให้ติดตั้งยูนิตหนัก ส่วนประกอบที่เป็นท่อและข้อต่อยังสามารถทำขึ้นบางส่วนโดยใช้เซรามิกทนไฟ ซึ่งใช้งานได้จริงมากกว่าโลหะ หน้าต่างเรือนไฟและพื้นที่สังเกตการณ์อื่นๆ ที่เป็นไปได้อีกจำนวนหนึ่งทำจากกระจกทนความร้อน

องค์ประกอบโครงสร้างเสริม

ทางเลือก หม้อไอน้ำอาจรวมถึงอุปกรณ์เพิ่มเติมที่ขยายความสามารถและความสะดวกในการใช้งานของอุปกรณ์ ในบรรดาอุปกรณ์เหล่านี้สามารถระบุอุปกรณ์ต่อไปนี้:

• ซุปเปอร์ฮีทเตอร์. ออกแบบมาเพื่อเพิ่มอุณหภูมิไอน้ำเป็น 100 °C ขึ้นไป ด้วยตัวมันเอง การออกแบบหน่วยท่อน้ำไม่ได้มุ่งหมายที่จะนำระบบอุณหภูมิของไอน้ำไปสู่ค่าที่แน่นอน ตามกฎแล้วจุดเป้าหมายของงานคือผลของการระเหยอย่างแม่นยำ ในทางกลับกัน การพาความร้อนฮีทเตอร์ซุปเปอร์ฮีทเตอร์ (ขึ้นอยู่กับรุ่น) สามารถนำอุณหภูมิของส่วนผสมของทางออกขึ้นสู่ระดับ 500 °C ซึ่งอาจจำเป็นในการดำเนินการทางเทคโนโลยีบางอย่างในการผลิต
• เครื่องลดความชื้น. ยังเป็นการเตรียมไอน้ำที่ทำให้แห้งโดยการขจัดความชื้นส่วนเกิน
• เครื่องสะสมไอน้ำ. หากหม้อต้มน้ำแบบท่อน้ำไม่สามารถรับน้ำหนักได้ หรือในทางกลับกัน เติมห้องอบไอน้ำในปริมาณที่น้อยที่สุด อุปกรณ์นี้จะช่วยปรับโหมดการทำงานให้สมดุล ตัวสะสมใช้หรือปั๊มไอน้ำไหลเข้าสู่ระบบเมื่อจำเป็น
• อุปกรณ์บำบัดน้ำ. น้ำซึ่งเป็นแหล่งผลิตก็ต้องการการบำบัดที่เหมาะสมเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ระบบกรองพิเศษช่วยลดปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ ขจัดเกลือและสารเคมีที่ไม่ต้องการ
• ทุกวันนี้ การทำโดยไม่ใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติมีน้อยลงเรื่อยๆ แต่อุปกรณ์เหล่านี้ยังมาพร้อมกับอุปกรณ์มาตรฐานอีกด้วย คุณสามารถซื้อชุดเครื่องมือเสริมที่จะช่วยให้คุณตรวจสอบพารามิเตอร์ของความดัน อุณหภูมิ ความชื้น ฯลฯ ได้อย่างครอบคลุมเท่านั้น

หลักการทำงาน

ในตำแหน่งเริ่มต้น กลองสองถังเต็มไปด้วยน้ำ - หนึ่งถัง (น้ำ) และถังที่สอง (ไอน้ำ) ครึ่งหนึ่ง ในตัวสะสมที่สองจะมีเมมเบรนแยกอยู่ภายในเพื่อแยกน้ำออกจากไอน้ำ ขอบเขตนี้เรียกว่ากระจกการระเหย กระบวนการทำงานเริ่มต้นจากช่วงเวลาที่เรือนไฟถูกจุดไฟ ซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในรูปแบบของระบบท่อที่มีน้ำหมุนเวียน น้ำร้อนเข้าสู่ถังแรกรักษาปริมาณที่เพียงพอ

ในเวลาเดียวกัน กระบวนการระเหยของเหลวเริ่มต้นขึ้นในส่วนหัวไอน้ำของหม้อต้มน้ำแบบท่อน้ำ หลักการทำงานของหน่วยขึ้นอยู่กับการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพาความร้อนซึ่งสามารถทำได้ในโหมดไม่หยุดนิ่งตามธรรมชาติ น้ำเย็นจากระบบจ่ายน้ำส่วนกลางผ่านระดับการกรองพื้นฐาน จากนั้นเข้าสู่ระบบแลกเปลี่ยนความร้อนและถูกส่งไปยังถังความร้อน นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับอัตราการระเหย ของเหลวจะค่อยๆ เติมระดับการเติมของตัวเก็บไอน้ำ ในทางกลับกัน Steam จะถูกปล่อยผ่านปล่องไฟหรือเข้าสู่โซนกระบวนการเพื่อใช้งานต่อไป

ความแตกต่างจากหม้อต้มหลอดไฟ

ความแตกต่างระหว่างหน่วยเหล่านี้อยู่ในการกำหนดค่าของตำแหน่งของห้องเผาไหม้หรือตามหลักการแล้วแหล่งที่มาของพลังงานความร้อนที่สัมพันธ์กับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและถังเก็บน้ำ ประการแรกไม่จำเป็นต้องสร้างไอน้ำเลย หม้อไอน้ำแบบท่อดับเพลิงส่วนใหญ่ทำงานเพื่อให้ความร้อนกับน้ำ โดยให้การทำงานของระบบ DHW ประการที่สอง ในหม้อไอน้ำดังกล่าว เตาหลอมตั้งอยู่ตรงกลางของโครงสร้าง และภาชนะที่มีวงจรหมุนเวียนน้ำมีลักษณะประยุกต์ พวกมันสัมผัสกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่พื้นผิวด้านนอกของโครงสร้าง

แต่นี่ไม่ใช่ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่างหม้อต้มน้ำแบบท่อไฟและแบบท่อน้ำ ความแตกต่างยังผ่านวิธีการควบคุมกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน การออกแบบหน่วยท่อน้ำช่วยให้ประหยัดเนื่องจากการอุ่นน้ำเย็นในขั้นต้น ดังนั้นต่อไปปฏิกิริยาการถ่ายเทความร้อนจะรุนแรงขึ้นและใช้พลังงานน้อยลง ในทางกลับกัน ข้อดีของอุปกรณ์ท่อดับเพลิง ได้แก่ ความเรียบง่ายของโครงสร้างและมาตรการบำรุงรักษาขั้นต่ำระหว่างการใช้งาน

ความแตกต่างจากอุปกรณ์ท่อแก๊ส

ในหน่วยท่อน้ำ ตัวแปลพลังงานความร้อนโดยตรงคือน้ำร้อน ซึ่งเติมท่อหมุนเวียนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ปรากฎว่าเป็นเครื่องกำเนิดที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยซึ่งมีส่วนช่วยในการผลิตไอน้ำ สำหรับหม้อไอน้ำแบบท่อแก๊ส การออกแบบทางเทคนิคแม้ภายนอกอาจบางส่วนสอดคล้องกับโครงสร้างท่อน้ำ ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือตัวพาพลังงานความร้อนจะเป็นก๊าซไอเสียในห้องเผาไหม้ สิ่งนี้ส่งผลต่อกระบวนการปฏิบัติงานอย่างไร? หากหลักการทำงานของหม้อไอน้ำแบบท่อน้ำช่วยให้สามารถใช้ของเสียได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่มีสารตกค้างจนกว่าจะเกิดการระเหยและการใช้ไอน้ำต่อไป หม้อไอน้ำแบบท่อแก๊สจะต้องปล่อยก๊าซที่ใช้งานได้อยู่แล้วในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ระบบ. นอกจากนี้ยังมีหัวฉีดแบบหนาเพื่อความปลอดภัยของกระบวนการ

หม้อต้มท่อน้ำแบบต่างๆ

คุณสมบัติการจัดหมวดหมู่หลักคือตำแหน่งของนักสะสม ตามเนื้อผ้า โครงสร้างมีการติดตั้งดรัมแนวนอนซึ่งเชื่อมต่อกับวงจรการจ่ายน้ำหมุนเวียนได้อย่างสะดวก มีการติดตั้งตัวสะสมสองตัวบนแพลตฟอร์มแบบขนานและสามารถวางตู้ไฟที่มีช่องระบายอากาศได้ ถ้าอยู่ในห้องเทคนิคมีพื้นที่ไม่เพียงพอจากนั้นจึงใช้หม้อไอน้ำแบบท่อน้ำแนวตั้งบนพื้นผิวการสื่อสารพิเศษ ดรัมทรงกระบอกพุ่งขึ้นไปข้างบนและจ่ายของเหลวทำงานที่มีอุณหภูมิต่างกันจากด้านล่าง ไอน้ำของกระบวนการถูกส่งออกที่ด้านบน

เรือต้มน้ำหลอด

การออกแบบของยูนิตดังกล่าวเหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานเป็นส่วนหนึ่งของการขนส่งทางทะเล แต่ถึงกระนั้นในกรณีนี้ก็ยังใช้การดัดแปลงพิเศษของหม้อไอน้ำ - การแผ่รังสี คุณลักษณะเด่นของพวกเขาคือการใช้พลังงานความร้อนจากการแผ่รังสีซึ่งถูกปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง (โดยปกติคือดีเซล) เงื่อนไขโครงสร้างบังคับคือตำแหน่งบนสุดของหัวฉีดเตา คุณลักษณะอีกประการของการออกแบบหม้อไอน้ำแบบท่อน้ำสำหรับเรือเดินทะเลคือการผสมผสานกับโรงงานกังหันไอน้ำที่ให้ความร้อนปานกลางของไอน้ำ

บำรุงรักษาอุปกรณ์

โครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารที่มีองค์ประกอบการวางท่อค่อนข้างซับซ้อนสำหรับหน่วยท่อส่งน้ำ ซึ่งนำไปสู่รายการมาตรการทางเทคนิคที่กว้างขวางสำหรับการวินิจฉัยและการซ่อมแซม เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงต้องตรวจสอบสภาพของท่อเป็นระยะเพื่อความแน่นหนา ดำเนินการตรวจจับข้อบกพร่องของหน่วยการทำงานและระบบควบคุมอัตโนมัติ และยังคงรักษาความเชื่อถือได้ของการเชื่อมต่อกับรัด ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับท่อของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและตัวสะสม - แรงดันตกที่น้อยที่สุดอาจทำให้โครงสร้างเสียหายได้ ซึ่งจะสร้างเงื่อนไขสำหรับการลดแรงดันของวงจร

ข้อดีแบบ

ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของหม้อไอน้ำในตระกูลไอน้ำทั่วไปคือความปลอดภัย การรักษาสมดุลอุณหภูมิที่เหมาะสม คุณสามารถวางใจในการใช้งานอุปกรณ์ในระยะยาวโดยไม่เกิดอุบัติเหตุและความเสียหายต่อชิ้นส่วนที่ทำงาน ความสามารถด้านกฎระเบียบที่กว้างขวางของแมวท่อน้ำก็ถูกตั้งข้อสังเกตเช่นกัน ซึ่งได้รับการยืนยันโดยการรวมระบบประหยัดกับวาล์วปิดอัตโนมัติ อุปกรณ์ทำงานโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของผู้ปฏิบัติงานตามข้อมูลของอัลกอริธึมเทอร์โมสตัทที่ติดตั้ง ทำให้สามารถตั้งโปรแกรมระบบได้หลายวันข้างหน้า

ข้อเสียในการออกแบบ

หลักการทำงานของหม้อไอน้ำดังกล่าวมุ่งเน้นที่ประสิทธิภาพสูงโดยไม่คำนึงถึงเงื่อนไขการใช้งาน เมื่อเร็วๆ นี้ ความแตกต่างเล็ก ๆ น้อย ๆ นี้กำลังมีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเทียบกับเบื้องหลังของการเพิ่มประสิทธิภาพและการหาเหตุผลเข้าข้างตนเองของกำลังการผลิต ตัวเครื่องขนาดใหญ่และส่วนต่อประสานการสื่อสารหลายระดับของหม้อต้มไอน้ำแบบท่อน้ำทำให้จำเป็นต้องมองหาวิธีแก้ไขปัญหาอื่นเพื่อแก้ไขปัญหาการสร้างไอน้ำ อย่างไรก็ตาม แนวคิดในการลดขนาดอุปกรณ์ของหม้อไอน้ำนี้ไม่รวมอยู่ในแนวคิด แต่ในกรณีนี้ ประสิทธิภาพสูงจะหายไป ไม่ต้องพูดถึงความเป็นไปได้ในการทำงานในโหมดโคเจนเนอเรชั่นด้วยการจัดหาการทำงานของ DHW แบบขนาน กล่าวอีกนัยหนึ่ง อุปกรณ์นี้เหมาะสมที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ต้องการไอน้ำในกระบวนการผลิตปริมาณมาก แต่แทบจะไม่มีประโยชน์ในการจัดหาผู้บริโภคที่มีความต้องการพลังงานเป้าหมายต่ำ

สรุป

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างแนวคิดเองหม้อไอน้ำแบบท่อน้ำอยู่ในกลุ่มอุปกรณ์แบบครั้งเดียว การติดตั้งดังกล่าวมีข้อได้เปรียบเหนือระบบอัตโนมัติอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งอยู่ในความเป็นไปได้ของกระบวนการสร้างอย่างต่อเนื่อง แม้ในสภาวะการทำงานสูงสุด หม้อไอน้ำแบบท่อน้ำก็สามารถทำงานได้เป็นเวลานานโดยรักษาคุณภาพการผลิตไอน้ำที่เท่าเดิม อีกสิ่งหนึ่งคือข้อกำหนดด้านความปลอดภัยยังคงไม่รวมช่วงการทำงานที่ยาวนานด้วยกำลังสูง สำหรับเอกราชในความสัมพันธ์กับหม้อไอน้ำดังกล่าวจะแสดงในการกำจัดความต้องการพลังงาน แน่นอนว่าวาล์วปิดจะต้องใช้พลังงานแบตเตอรี่เป็นอย่างน้อย แต่กระบวนการหมุนเวียนของน้ำและการระเหยที่ตามมานั้นค่อนข้างจัดการได้โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า