Kocioł z wymuszonym obiegiem
Kocioł z wymuszonym obiegiem to kocioł, w którym pompa służy do cyrkulacji wody wewnątrz kotła. Różni się to od kotła z naturalną cyrkulacją, który opiera się na gęstości prądu w celu cyrkulacji wody wewnątrz kotła. W niektórych kotłach z wymuszonym obiegiem woda krąży z dwudziestokrotnie większą szybkością parowania.
W kotłach z rurami wodnymi sposób, w jaki woda jest recyrkulowana wewnątrz kotła, zanim stanie się parą, można opisać jako cyrkulację naturalną lub cyrkulację wymuszoną. W kotle z rurami wodnymi woda jest recyrkulowana wewnątrz, dopóki prężność pary wodnej nie przekroczy prężności pary wewnątrz bębna strumieniowego i nie stanie się parą nasyconą. Kocioł z wymuszonym obiegiem rozpoczyna się tak samo jak obieg naturalny kocioł, przy pompie wody zasilającej. Woda jest wprowadzana do bębna parowego i krąży wokół kotła, pozostawiając tylko parę. Tym, co wyróżnia kocioł z wymuszonym obiegiem, jest zastosowanie pompy wtórnej, która wymusza obieg wody w kotle. Pompa wtórna zasysa wodę zasilającą kocioł i podnosi ciśnienie wody wpływającej. W kotłach z naturalną cyrkulacją obieg wody jest zależny od różnicy ciśnień spowodowanej zmianą gęstości wody podczas jej podgrzewania . Oznacza to, że gdy woda jest podgrzewana i zaczyna zamieniać się w parę, gęstość zmniejsza się, wysyłając najgorętszą wodę i parę do górnej części rur pieca. W przeciwieństwie do kotła z naturalnym obiegiem, kocioł z wymuszonym obiegiem wykorzystuje pompę obiegową wody do wymuszenia tego przepływu, zamiast czekać na powstanie różnicy. Z tego powodu rury generujące kotła z wymuszonym obiegiem mogą być zorientowane w dowolny sposób wymagany przez ograniczenia przestrzenne. Woda jest pobierana z bębna i przetłaczana przez stalowe rurki. W ten sposób jest w stanie wytworzyć parę znacznie szybciej niż kocioł z naturalnym obiegiem
typy
LaMont
Przykładem kotła z wymuszonym obiegiem jest kocioł LaMont . Takie kotły są stosowane w przypadkach, gdy występuje wysokie ciśnienie , powyżej 30 megapaskali .
Claytona
Generator pary Clayton z wymuszonym obiegiem nie ma bębna parowego w typowym tego słowa znaczeniu. Szereg małych rurek, które są częścią jednej gigantycznej cewki, zwykle wykonanej ze stali, przez którą pompowana jest woda zasilająca z dużą prędkością. Woda jest pompowana od góry generatora pary w dół do dołu i na zewnątrz. Rury, które są ułożone w taki sposób, że gazy spalinowe przechodzą wokół rury, a następnie ogrzewają wodę. Zasadniczo układ można najlepiej opisać jako mający duży, cienkościenny zwój rury owiniętej wokół obwodu pionowego stalowego bębna, który zapętla się wokół iw dół, aż osiągnie dno. Ponieważ tylko część wody może stać się parą, ważne jest, aby je rozdzielić i przesłać całą wodę z powrotem, aby pochłonęła więcej ciepła. Jeśli to oddzielenie nie nastąpi, uszkodzenie systemu może być kosztowne. Jeśli para przepływa przez rury wytwarzające wewnątrz, rury mogą się przegrzać i stać się słabe, a jeśli woda dostanie się do systemu parowego, może wystąpić korozja, uderzenie hydrauliczne lub inne niepożądane skutki. Aby temu zaradzić, po opuszczeniu generatora pary mieszaninę przepuszcza się przez odśrodkowy separator pary, który robi dokładnie to samo, wytwarzając parę o zawartości powyżej dziewięćdziesięciu dziewięciu procent suchej nasyconej pary. Jeśli para przegrzana , dodatkowa wężownica jest przepuszczana z powrotem przez generator pary. W celu utrzymania stałego poziomu wody w separatorze pary zastosowano pompę zasilającą w połączeniu z układem poziomującym. Wielką zaletą tego systemu jest to, że para może być generowana bardzo szybko. Jednak wadą tego systemu jest całkowita zależność od stałego dopływu wody zasilającej. Bez stałego zasilania system może ulec masowym i kosztownym uszkodzeniom
Zalety
- Rury parownika mogą być zabudowane w dowolnej orientacji. Cyrkulacja naturalna wymaga rurociągów pionowych, podczas gdy cyrkulacja wymuszona zapewnia przepływ w dowolnym kierunku.
- Ścianki rury mogą być mniejsze ze względu na większą tolerancję na większe straty ciśnienia.
- Ogólny kocioł z wymuszonym obiegiem ma niski stopień cyrkulacji w zakresie od trzech do dziesięciu. Współczynnik cyrkulacji określa, ile pary wytwarza się na ilość wprowadzonej paszy. Kotły z naturalną cyrkulacją mają ogromny zakres współczynników cyrkulacji, od pięciu do stu.
Niedogodności
- Kocioł z wymuszonym obiegiem wymaga większej mocy i wody niż kocioł z obiegiem naturalnym. Wynika to z wymagań elektrycznych pompy wymuszającej obieg i ilości wody krążącej w rurkach.
- Wymagane dodatkowe części; bęben parowy, pompa obiegowa i otwory ograniczające przepływ powodują, że kocioł z wymuszonym obiegiem prowadzi do wzrostu kosztów, a także zwiększa możliwości awarii, co daje im niższą niezawodność niż obieg naturalny.
- Pompa musi znajdować się pod bębnem parowym, aby wykorzystać ciśnienie wynikające z wysokości wody. Jeśli pompy tam nie było; po dotarciu do separatora pary i powrocie wody do pompy ciśnienie w oku wirnika może stać się na tyle niskie, że spowoduje kawitację i późniejsze uszkodzenia.
- Ponieważ są dwie pompy, sterowanie nimi i synchronizacja ich pracy oraz współpraca okazuje się trudne.
- Kocioł nie jest w stanie wytworzyć nadkrytycznych ciśnień, ponieważ wytwarzanie pary nie jest zależne od różnic ciśnień