Паровий котел є одним з найдавніших пристроїв для перетворення теплової енергії в механічну роботу, робочим тілом в якому є водяна пара. Пристрій парових котлів не змінюється сотні років. Згідно з визначенням, під паровим котлом розуміють пристрій, призначений для виробництва високопотенційного водяної пари. На ринку представлена велика кількість різноманітних моделей різної конструкції, які застосовуються як в побуті, так і в промисловості. У даній статті ми познайомимося принципом роботи, правилами експлуатації і сферою застосування парових котлів.

Принцип роботи і пристрій парових котлів

Базовий принцип роботи парових котлів різних типів незмінний і простий – в казані в замкнутому об'ємі відбувається нагрів води з перетворенням її в водяний пар, який надалі і використовується для здійснення корисної роботи. В якості джерела енергії для нагрівання може служити енергія сонця, землі, або більш традиційні газ, тверде паливо або електрика.

В залежності від призначення котлів виробляється пар підрозділяється на два виду: насичений і перегрітий. Насичений пар характеризується температурою близько 100°С і тиском в межах однієї атмосфери. Він генерується побутовими котлами і застосовується в основному в системах опалення приватних будинків.

Перегріта пара – високопотенційного джерело енергії з температурою до 500°С, може знаходитися під тиском до 260 атмосфер. Сфера застосування перегрітої пари: промислові установки і енергетика обертання турбін для теплових і атомних електростанціях. Установки, що виробляють перегрітий пар характеризуються більш високим ККД.

Пристрій парових котлів різних типів ідентично і відрізняється лише незначними деталями. На першому етапі відбувається обов'язковий етап очищення води від солей металів і зайвого кисню. Це необхідно для запобігання утворення накипу і корозії елементів котла. Іржа і накип значно знижують ефективність пристрою, а в деяких випадках здатні повністю привести його в непридатність.

Очищена вода подається в спеціальний бак, з нього по трубопроводу потрапляє в колектор в нижній частині котла, де і розташовується зона нагріву. Тут вода нагрівається до 100°С і відбувається утворення водяної пари, який самостійно піднімається по трубам.

Отриманий пар містить велику кількість вологи і непридатний для використання, тому наступним етапом є осушення робочого тіла. Осушене пара надходить у паропровід для використання за призначенням.

В промислових котлах для отримання перегрітої пари, на останньому етапі паропроводе додатково підігрівають насичений пар для підвищення його температури і тиску до заданих меж.

За описаним вище принципом працюють всі парові котли, відмінність у пристрої полягає лише в розмірах котла, тип та розташування колектора, наявність запобіжних пристроїв, складності автоматики, а також вигляді палива, використовуваного для роботи.

Правила експлуатації парових і водогрійних котлів

Паровий котел — пристрій, що працює під тиском і відноситься до установок підвищеної небезпеки. При неправильній експлуатації можливий термічний опік перегрітою парою, а у виняткових випадках вибух всієї установки.

При експлуатації таких котлів важливо неухильно дотримуватися визначені виробником і нормативними документами правила експлуатації пристроїв.

ВАЖЛИВО! Монтаж і періодичне технічне обслуговування повинно проводитися тільки атестованими фахівцями.

Основними причинами виходу парових котлів з ладу, за статистикою, є:

• неякісна водопідготовка, що призводить до підвищеної корозії елементів котла і значно знижує його ККД;
• відсутність періодичної читки камери згоряння палива;
• неправильна настройка автоматики котла.

Наявність запобіжних пристроїв і автоматизація керування, за умови професійного монтажу і налаштування, робить сучасні парові котли безпечними пристроями.

Види та сфера застосування парових котлів

Парові котли по сфері застосування поділяються на два великих класи побутові та промислові.

Побутові пристрої генерують насичений водяний пар, який використовується в якості теплоносія для систем опалення. Як правило, такі системи працюють на твердому або рідкому паливі.

В промислових котлах використовується перегрітий пар під великим тиском, що дозволяє значно підвищити ефективність пристроїв. В якості палива для промислових установок використовують вугілля, мазут, газ або енергію розпаду атомів.

Промислові парові котли застосовують в електроенергетиці, виробництві, будівництві і т. д. Дані пристрої можна назвати основою промисловості. Ось лише кілька прикладів промислового застосування:

• пропарювання бетонних конструкцій;
• стерилізація та дезінфекція в харчовій промисловості;
• вироблення електроенергії;
• приведення в рух виконавчих пристроїв верстатів і механізмів.