Sadržaj
Kotao je posuda u kojoj se voda pod pritiskom zagrijava i ispari u paru za određenu svrhu. Postoji nekoliko različitih vrsta kotlova, grijanih ugljenom, krutim gorivom, uljem ili plinom. Kotlovi se uvelike razlikuju po veličini, od malih, prijenosnih ili trgovinskih sklopova, do velikih peći u kojima se sagorijeva 6 tona ugljena u minuti. Kotlovi rade pod pozitivnim tlakom, a svi dijelovi moraju biti dovoljno jaki da izdrže tlak pare koju stvaraju. Većina kotla sa visokim pritiskom koristi se u komercijalne ili industrijske svrhe.
Najveći dopušteni tlak
Fotolia.com "> ••• Slika ventila za parni ventil Johna Sandoya iz Fotolia.comKotlovi su klasificirani i prema tlačnom kapacitetu, vrsti dizajna i upotrebi. Najveći dopušteni radni tlak, odnosno MAWP, najviša je vrijednost tlaka koju je plovilo (bojler) izdržalo. Taj se tlak mjeri u kilogramima po kvadratnom inču ili "psi", a mjerni tlak se izražava "psig". Nacionalno udruženje za sprečavanje požara i savezni standardi definiraju parni kotao tipa II kao onaj koji proizvodi paru visokog tlaka između 16 i 150 psig. Parni kotao tipa III proizvodi pare između 151 i 350 psig.
Bojler s vodom
Kod ove vrste kotla gorivo se gori unutar peći, stvarajući vrući plin koji zagrijava vodu koja cirkulira kroz cijevi. Voda se pretvara u paru koja se uzdiže i zarobljava se u parnom bubnju, gdje se izvlači zasićena para. To ponovno ulazi u peć kroz pregrijač, gdje postaje još vruće. Kada je temperatura pregrijane pare iznad točke ključanja, ona postaje suh, pod pritiskom plin koji se koristi za pogon turbina. Većina dizajna kotlova s vodom cijevi ima kapacitet od 4.500 do 120.000 kilograma na sat pare. Kotlovi za cijev s vodom u termoelektranama nazivaju se i uređaji za proizvodnju pare.
Benson bojler
Fotolia.com "> ••• Cjevovodi za parne turbine slike Andreja Merkulova iz Fotolia.comKotao Benson naziva se nadkritičnim generatorom pare i često se koristi za proizvodnju električne energije. Radi pri tako visokom tlaku, većem od 3200 psi, da se stvarno ključanje zaustavi i nema odvajanja vodene pare. Nema mjehurića, jer je temperatura vode iznad kritičnog tlaka pri kojem mogu nastati mjehurići. Ova para djeluje u turbini visokog pritiska, a zatim ulazi u kondenzator generatora. Izraz "bojler" ne bi se trebao upotrebljavati s ovim generatorom pare, jer se ključanje zaista ne događa.
Pregrijani parni kotao
Ova vrsta kotla isparava vodu, a zatim zagrijava paru u pregrijaču, stvarajući paru na znatno višoj temperaturi. To stvara veću temperaturu ispušnih plinova osim ako se ne upotrebljava ekonomičar. Ekonomizer zagrijava dovodnu vodu koja prolazi kroz grijač zraka za izgaranje na putu ispušnih plinova vrućim dimnim plinovima. Ova pregrijana para često povećava ukupnu učinkovitost stvaranja pare i njezinu upotrebu s povećanjem ulazne temperature u turbine. Pregrijana para stvara probleme sigurnosti, jer ako bilo koja komponenta sustava ne uspije, a para izađe, visoki tlak i temperatura mogu biti smrtonosni. Temperatura u području kotlovske peći na kotlu obično je između 2.400 do 2.900 stupnjeva Farenhajta. Neki od njih su konvekcijski grijači, koji apsorbiraju toplinu iz tekućine poput plina, dok su drugi zračeni, apsorbiraju toplinu zračenja.