Cazan
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de
versiunea revizuită la 30 ianuarie 2021; verificările necesită
6 modificări .
Un cazan de încălzire este un dispozitiv bazat pe un vas închis , în care lichidul de răcire (cel mai adesea apă sau abur ( cazan cu abur )) este încălzit la o temperatură predeterminată și servește la furnizarea consumatorilor de căldură și (sau) apă caldă. Lichidul încălzit sau vaporizat iese din cazan pentru a fi utilizat într-o varietate de procese sau sisteme de încălzire, inclusiv încălzirea apei, încălzirea centrală, generarea de energie pe baza cazanului de abur , gătit și igienizare .
Principalii parametri tehnici ai cazanelor
Tipuri de cazane
În funcție de tipul de combustibil utilizat, cazanele de încălzire se împart în:
Cazane pe combustibil solid
Cazane, peleti apa calda
Cazanele de apă caldă (tub de foc), peleți (combustibil solid) funcționează exclusiv pe peleți ( peleți ). Aproximativ 30% din putere este eliminată în camera de ardere a cazanului pe peleți, iar aproximativ 70% din putere este îndepărtată în camera convectivă. Se produc și
cazane universale de apă caldă adaptate pentru arderea peleților (cazane de căldură reziduală) cu o eficiență mai mică de 80%.
Cazanele sunt de încălzire a apei (tub de foc), lucrează pe lemn de foc obișnuit , gunoi , frunze și alte deșeuri organice solide. Se aplică la arderea paielor presate. Gama de putere a cazanelor existente este de la 30 kW la 2 MW, dar eficiența este scăzută datorită faptului că este ars combustibil cu parametri diferiți.
Cazane de incalzire pe gaz
Cazanele de incalzire pe gaz functioneaza pe gaz natural sau, cu posibilitati de proiectare, pe gaz lichefiat.
Cazanele pe gaz sunt cel mai comun tip de cazane atât în Rusia, cât și în întreaga lume. Aproximativ jumătate din toate cazanele vândute sunt cazane pe gaz. Nu este nimic ciudat în asta, deoarece gazul este cel mai convenabil combustibil pentru încălzirea cazanelor.
În funcție de locul de instalare, se disting două tipuri de cazane - cazane pe gaz montate pe perete și cele pe podea.
Toate cazanele pe gaz de pardoseală pot fi împărțite în două grupe principale: cu arzătoare atmosferice și sub presiune (numite uneori înlocuibile, ventilatoare, cu balamale) . Arzatoarele atmosferice sunt mai simple ca design si mai ieftine, functioneaza mai silentios. Cazanele cu arzatoare sub presiune au un randament ridicat si sunt mult mai scumpe. Cazanele pentru functionare cu arzatoare cu tiraj fortat permit instalarea unui arzator care functioneaza atat pe combustibili gazosi, cat si pe combustibili lichizi.
Cazanele pe gaz montate pe perete sunt, de regulă, destul de compacte și, în consecință, mici ca putere (până la 30 kW), dar cazane pe gaz cu o eficiență destul de ridicată. Cazanele de încălzire montate pe perete vin și cu tiraj natural , datorită prezenței unei camere de ardere deschise, precum și cazanelor cu cameră închisă, adică cu îndepărtarea forțată a produselor de ardere.
Cazanele pe gaz de podea și perete se disting de obicei în următoarele tipuri principale:
- Cazane pe gaz cu un singur circuit;
- Cazane pe gaz cu dublu circuit;
Cazanele pe gaz cu un singur circuit sunt folosite numai pentru încălzirea spațiilor. Cazane cu dublu circuit, in plus, si pentru incalzire si organizare alimentare cu apa calda.
Un cazan pe gaz cu dublu circuit îndeplinește două funcții, încălzirea apei curente și încălzirea sistemului de încălzire. Pentru a asigura arderea gazelor, este nevoie de aer ; într-un cazan pe gaz cu o cameră de ardere închisă, aerul este furnizat din stradă printr-o conductă coaxială . Este sigur, oxigenul din încăpere nu este ars și crește randamentul cazanului, aerul de pe stradă este încălzit cu ajutorul gazelor de ardere care ies, ceea ce asigură pierderi minime de căldură pentru acest proces. Un cazan pe gaz cu dublu circuit este un dispozitiv structural modular care include un grup de siguranță și control, o pompă de circulație, un rezervor de expansiune, un schimbător de căldură, un arzător cu gaz și un ventilator pentru gaze arse.
Recent, a apărut un nou tip de cazane pe gaz - cazane cu condensare . Acest echipament își datorează numele capacității de a selecta din produsele de ardere căldura „latentă” obținută prin condensarea vaporilor de apă conținut în acestea. Utilizarea acestei călduri, care de obicei scapă împreună cu gazele de ardere, permite cazanului să atingă o eficiență condiționată medie de 107-109% pentru perioada de încălzire.
Cazane electrice
Cazane cu electrozi
Procesul de încălzire a lichidului de răcire într-un încălzitor electric de apă de tip electrod are loc datorită încălzirii ohmice, adică procesul de încălzire a lichidului de răcire merge direct, fără un „intermediar” (de exemplu, un element de încălzire ). În acest caz, fenomenul de electroliză nu este observat, deoarece catodul și anodul schimbă constant locurile cu frecvența rețelei electrice.
Avantajele cazanelor cu electrozi:
- Absența apei în cazan în starea de pornire (funcționare uscată) nu duce la nicio consecință și eșecul acesteia din cauza lipsei de încălzire a apei.
- Depunerile de calcar pe electrozii cazanului nu fac decât să-i reducă puterea și nu duc la distrugerea electrozilor.
- Cazanele cu electrozi sunt de obicei mai compacte decât elementele de încălzire.
- Practic tăcut.
Dezavantajele cazanelor cu electrozi:
- Curentul electric trece direct prin lichidul de răcire, ceea ce crește semnificativ riscul de șoc electric, iar din cauza curenților uriași de scurgere, face imposibilă utilizarea unui RCD (dispozitiv de curent rezidual) împreună cu un astfel de cazan.
- Este necesară tratarea atentă a apei a purtătorului de căldură prin conductivitate electrică.
- Puterea cazanului electric nu este constantă și depinde foarte mult de temperatura lichidului de răcire din sistem, iar odată cu creșterea temperaturii lichidului de răcire, conductivitatea electrică și consumul de energie cresc, astfel încât în timpul pornirii inițiale a sistem în sezonul rece, puterea cazanului pentru încălzire poate să nu fie suficientă. O creștere a conductibilității electrice a lichidului de răcire la nivelul necesar la temperaturi scăzute poate duce la faptul că, după încălzirea sistemului, poate crește atât de mult încât va duce la o suprasarcină semnificativă și un accident în rețeaua de alimentare. , precum și defecțiunea aparatului de putere care controlează cazanul.
- Același efect (o creștere a conductibilității electrice a lichidului de răcire odată cu creșterea temperaturii) duce uneori la o întrerupere a arcului distanței dintre electrozi (de fapt un scurtcircuit) cu o creștere uriașă a curentului în rețeaua de alimentare și, ca urmare, la o defecțiune multiplă. a diferitelor echipamente incluse în această rețea.
- Nepotrivit pentru utilizarea antigelului convențional, a antigelului și a apei brute ca purtător de căldură.
- Când este folosit pentru apă caldă, veți avea nevoie de un alt circuit.
- Acestea necesită instalare calificată și cunoștințe specifice despre conductibilitatea electrică a apei pentru a efectua punerea în funcțiune.
- Lichidul de răcire care nu îngheață pentru cazanele cu electrozi este scump, deoarece conține aditivi cu un conținut scăzut de sare.
Cazanele TENovye
Funcționarea acestor cazane se bazează pe transferul energiei termice de la un element de încălzire electric la un lichid de răcire (apă).
Avantajele cazanelor cu elemente de încălzire:
- Elementele de încălzire din cazan nu au o conexiune electrică cu lichidul de răcire, în legătură cu aceasta este mult mai sigură din punct de vedere electric, practic nu există curenți de scurgere, ceea ce face posibilă instalarea unui RCD (dispozitiv de curent rezidual) împreună cu cazan.
- Puterea este întotdeauna constantă și nu depinde de agentul termic utilizat și de temperatura acestuia. Se poate modifica numai în limitele schimbării tensiunii din rețeaua de alimentare.
- Este posibil să se efectueze un control treptat (dacă există mai multe elemente de încălzire) sau un control uniform al puterii, ceea ce permite reducerea la minimum a supratensiunii în rețeaua de alimentare atunci când cazanul este pornit și oprit.
- Cazanele pot funcționa cu antigel convențional, antigel, apă.
- Defectarea unui element de încălzire nu implică de obicei oprirea întregului cazan.
- Ele pot fi utilizate pentru alimentarea cu apă caldă conform unei scheme cu un singur circuit.
- Cazanele pot funcționa cu apă supraîncălzită, în timp ce temperatura apei supraîncălzite este determinată doar de presiunea pentru care este proiectat corpul cazanului.
- Întreținerea elementelor de încălzire a cazanelor nu necesită cunoștințe specifice asupra conductivității electrice a apei.
Dezavantajele cazanelor de încălzire:
- Elementul de încălzire (Tubular Electric Heater) are o resursă limitată și se poate arde, prin urmare, atunci când alegeți un cazan, trebuie să acordați atenție posibilității de înlocuire a elementelor de încălzire.
- Depunerea de calcar pe elementele de încălzire afectează semnificativ răcirea acestora și duce la defectarea prematură a acestora.
- In cazul functionarii fara apa (functionare uscata), elementele de incalzire se defecteaza instantaneu, spre deosebire de boilerul cu electrozi.
- Prețul cazanelor cu element de încălzire este mai mare decât al cazanelor cu electrozi.
Cazane cu inducție
Principiul încălzirii prin inducție se bazează pe fenomenul inducției electromagnetice - crearea unui curent indus de un câmp magnetic alternativ. Instalația de încălzire prin inducție are un design asemănător unui transformator, constând din două circuite. Circuitul primar este un sistem magnetic, circuitul secundar este un schimbător de căldură sau TVEL (element de combustibil). Sub influența unui câmp magnetic alternativ creat de sistemul magnetic, în metalul dispozitivului de schimb de căldură sunt induși curenți, determinând încălzirea acestuia. Căldura de la suprafețele încălzite ale dispozitivului de schimb de căldură este transferată la mediul încălzit.
Avantajele cazanelor cu inducție:
- Absența fundamentală a elementelor de încălzire, care elimină posibilitatea defecțiunii cazanului în sine.
- Absența completă a conexiunilor detașabile în design, ceea ce elimină posibilitatea de scurgere.
- Reducere semnificativă a tendinței de scalare.
- Siguranță electrică ridicată.
- Posibilitatea de a produce un cazan pentru aproape orice temperatură și presiune, ceea ce este deosebit de important pentru aplicațiile tehnologice.
- Posibilitatea de a lucra practic cu orice agent de caldura.
Dezavantajele cazanelor cu inducție:
- Cost ridicat în comparație cu elementele de încălzire și electrozi (datorită convertorului RF)
- Dimensiuni mari si greutate mare.
- Reglare dificilă a puterii.
Cazane combinate
Cazanele combinate pot funcționa pe mai mult de un tip de purtător de energie (de obicei două). Acest lucru oferă o independență energetică suplimentară. De exemplu, în cazul întreruperii alimentării cu gaz, un astfel de cazan poate funcționa cu combustibil solid.
Vezi și
Literatură
- Skanavi A. N. Încălzire. Manual pentru licee. — M.: ASV, 2008. S. 576. ISBN 978-5-93093-161-7
- Incalzi. Partea 1. Editat de Candidatul de Științe Tehnice I. G. Staroverov și inginer. Yu. I. Schiller . - M .: Stroyizdat, 1990. S. 344.
- Shchekin R. V., Korenevsky S. M., Bem G. E. și colab.Încălzire și furnizare de căldură. - Kiev: Budivelnik, 1976. S. 416.
- Manualul designerului. Proiectarea retelelor termice. Sub conducerea lui Nikolaev A. A. . - M .: Editura de literatură despre construcții, 1965. S. 360.
- Ionin A. A. Alimentare cu gaze. Ediția a IV-a, revizuită și mărită. - M .: Stroyizdat, 1989. S. 439.
- Styrikovich M. A., Katkovskaya K. Ya., Serov E. P. Unități de cazane. - M .: Editura Energetică de Stat, 1959. S. 487.
- Shchegolev M. M. Combustibil, cuptoare și centrale de cazane. - M .: Editura de stat de literatură de arhitectură și construcții, 1953. S. 544.
- Skaftymov N. A. Fundamentele furnizării gazelor. - L .: Nedra, 1975. S. 343.
- Kiselev N. A. Instalatii de cazane. Ediția a II-a, revizuită și extinsă. - M .: Şcoala superioară, 1979. S. 270.
- Kozin V. E., Levina T. A., Markov A. P. și colaboratorii Heat supply. - M .: Şcoala superioară, 1980. S. 408.
- Zhuravlev B. A. Manualul unui maestru instalator. Ediția a V-a, revizuită și mărită. — M.: Stroyizdat, 1981. S. 432.