Kluczowa różnica – kocioł podkrytyczny i nadkrytyczny
Kotły to zamknięte naczynia, w których podgrzewany jest płyn, najczęściej jest to woda. Mimo, że nazwa to kocioł, płyn niekoniecznie w nim się gotuje. Ogrzewany płyn jest używany w różnych zastosowaniach, w tym do ogrzewania wody, centralnego ogrzewania, gotowania itp. Kotły podkrytyczne i nadkrytyczne to takie systemy wytwarzania pary. Kluczową różnicą między kotłem podkrytycznym i nadkrytycznym jest to, że kotły podkrytyczne pracują przy podkrytycznym ciśnieniu płynu, podczas gdy kotły nadkrytyczne pracują przy nadkrytycznym ciśnieniu płynu.
Co to jest punkt krytyczny?
Punktem krytycznym substancji jest temperatura i ciśnienie, w których substancja może jednocześnie zachowywać się jak gaz i ciecz, stąd nierozróżnialne fazy gazowe i ciekłe. Dzieje się tak, ponieważ gęstość fazy gazowej i fazy ciekłej jest w tym momencie równa. Substancja, która istnieje w temperaturze i ciśnieniu powyżej jej punktu krytycznego, nazywana jest płynem nadkrytycznym. Substancja, która wychodzi poniżej swojego punktu krytycznego, nazywana jest płynem podkrytycznym. Na krzywej równowagi fazowej punktem krytycznym jest punkt końcowy krzywej.
Rysunek 01: Diagram fazowy przedstawiający krytyczny punkt wody
Termin nadkrytyczny w kotłach nadkrytycznych odnosi się do ciśnień powyżej krytycznego punktu wody, w której pracuje kocioł. Punkt krytyczny wody to temperatura 647 K i ciśnienie 221 barów (22,1 MPa). Ciśnienia poniżej 221 barów są znane jako „ciśnienie podkrytyczne”, a powyżej 221 barów to „ciśnienie nadkrytyczne” wody.
Co to jest kocioł podkrytyczny?
Kotły podkrytyczne to kotły pracujące w temperaturach do 374°C i przy ciśnieniu 3,208 psi (punkt krytyczny wody). Kotły te tworzą system o stałym punkcie końcowym parowania. Typowym przykładem kotła podkrytycznego jest wytwornica pary typu bębnowego.
Wewnątrz kotła naturalna cyrkulacja płynu jest generowana przez podgrzewanie pionów. Mieszanina wody i pary opuszczająca ten pion jest następnie rozdzielana w bębnie na wodę i parę. Woda krąży, woda wraca do wlotu parownika przez dolne narożniki, podczas gdy para wpływa do komory przegrzewacza.
Rysunek 02: Elektrownia cieplna
Jeżeli płyn ma naturalną cyrkulację, zakres stosowania jest ograniczony do około 190 bar jako maksymalnego ciśnienia w bębnie. Ale jeśli cyrkulacja odbywa się za pomocą pompy obiegowej (tzw. cyrkulacja wymuszona), ten zakres można rozszerzyć. To rozszerzenie następuje z powodu ustalenia punktu końcowego parowania w bębnie. A także ustala wielkość powierzchni grzewczej w parowniku i w przegrzewaczu. Główną wadą kotła podkrytycznego jest to, że w tych kotłach może wystąpić tworzenie się pęcherzyków.
Co to jest kocioł nadkrytyczny?
Kocioł nadkrytyczny (wytwornica pary nadkrytycznej) to typ kotła, który pracuje w warunkach ciśnienia nadkrytycznego. Ten typ kotłów jest często wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej. W przeciwieństwie do kotłów podkrytycznych, w kotłach nadkrytycznych nie ma tworzenia się pęcherzyków, a ciekła woda natychmiast zamienia się w parę.
Kocioł nadkrytyczny działa w temperaturach około 538–565°C i ciśnieniu powyżej 3200 psi. Kocioł nadkrytyczny posiada układ ze zmiennym punktem końcowym parowania. Kotły te są bezbębnowe. Stąd parowanie odbywa się przy jednym przejściu przez parownik. W większości przypadków przepływ płynu; woda jest indukowana przez pompę zasilającą. To sprawia, że system może pracować pod dowolnym ciśnieniem, umożliwiając mu pracę systemu w warunkach podkrytycznych lub nadkrytycznych. W rezultacie zmienia się punkt końcowy parowania. Ponadto, aby utrzymać te warunki, obszary parownika i przegrzewacza automatycznie dostosowują się do wymagań.
Rysunek 03: Kocioł z rurą wodną
Ten kocioł jest nazywany kotłem nadkrytycznym, ponieważ pracuje powyżej krytycznego ciśnienia wody, które wynosi 221 barów. Ponieważ powyżej punktu krytycznego nie ma rozróżnienia między parą a wodą, woda działa jak płyn.
Poza punktem krytycznym wody utajone ciepło parowania wynosi zero, a zatem nie ma znaczącej różnicy między fazą ciekłą a fazą pary wodnej. jedną z głównych zalet kotłów nadkrytycznych jest mniejsze zużycie paliwa. Powoduje to mniejszą produkcję gazów cieplarnianych. a także, ze względu na brak tworzenia się pęcherzyków, można zaobserwować mniejsze zużycie wody.
Jakie są podobieństwa między kotłem podkrytycznym i nadkrytycznym?
- Podstawowy mechanizm/cykl działania kotła podkrytycznego i nadkrytycznego jest taki sam.
- Z wyjątkiem parowników bezbębnowych w kotłach nadkrytycznych, inne cechy konstrukcyjne są również takie same.
- Techniki kotłów podkrytycznych i nadkrytycznych wykorzystują w działaniu podobny sprzęt i strategie. tj. podgrzewacz powietrza, ekonomizer, turbiny, skraplacze, pompy zasilające kotły itp.
Jaka jest różnica między kotłem podkrytycznym a nadkrytycznym?
Kocioł podkrytyczny i nadkrytyczny |
|
| Kotły podkrytyczne to kotły pracujące w temperaturach do 374°C i przy ciśnieniu 3,208 psi (punkt krytyczny wody). | Kocioł nadkrytyczny (wytwornica pary nadkrytycznej) to typ kotła, który pracuje w warunkach ciśnienia nadkrytycznego. |
| Temperatura | |
| Kotły podkrytyczne pracują w temperaturach do 374°C. | Kotły nadkrytyczne pracują w temperaturach około 538–565°C. |
| Ciśnienie | |
| Kotły podkrytyczne działają przy ciśnieniu 3,208 psi. | Kotły nadkrytyczne działają przy ciśnieniu powyżej 3 200 psi. |
| Bębny | |
| Kotły podkrytyczne składają się z beczek. | Kotły nadkrytyczne są bezbębnowe. |
| Tworzenie bąbelków | |
| Tworzenie się pęcherzyków jest główną wadą kotłów podkrytycznych. | Nie ma kotłów nadkrytycznych tworzących pęcherzyki. |
Podsumowanie – Kocioł podkrytyczny i nadkrytyczny
Kotły podkrytyczne i nadkrytyczne to dwie formy wytwornic pary, które są wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej. Są one klasyfikowane jako takie, na podstawie ich warunków pracy. Różnica między kotłem podkrytycznym i nadkrytycznym polega na tym, że kotły podkrytyczne pracują przy podkrytycznym ciśnieniu płynu, podczas gdy kotły nadkrytyczne pracują przy nadkrytycznym ciśnieniu płynu.
Pobierz wersję PDF kotła podkrytycznego i nadkrytycznego
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj: Różnica między kotłem podkrytycznym i nadkrytycznym
