Указатель уровня прямого действия для паровых котлов

Отличия газо- и водотрубных котлов по схеме работы

Емкость, позволяющая создавать пар, обычно выполняется из одной или нескольких труб. Находящая в них вода прогревается за счет разогретых газов, выделяемых в процессе горения топлива. Такая конструкция подразумевает, что газ сам поднимается к заполненным водой трубам, и устройства, работающие по такому принципу, называются газотрубными котлами.

В другом типе котлов газ перемещается по трубе в самой емкости с водой. Емкость в данном случае называется барабаном, а сам котел относится к категории водотрубных. Заполненные водой барабаны могут располагаться горизонтально, вертикально, радиально или же комбинировано, в зависимости от чего выделяют соответствующие виды водотрубных котлов.

Сравнение особенностей рассматриваемых видов котлов позволяет сделать следующие выводы:

Первое отличие – разные размеры используемых труб. Газотрубные устройства оснащаются достаточно большими трубами по сравнению с изделиями, которые используются в водотрубных котлах.
Следующее отличие заключается в разнице мощностей. Предельное значение мощности газотрубных котлов составляет 360 кВт, а максимальное давление не может превышать 1 МПа. Высокое давление и объем пара требуют увеличения толщины стенок устройства, что негативно сказывается на итоговой стоимости котла. Водотрубные котлы такого недостатка лишены – для них вполне могут использоваться тонкие трубы, позволяющие добиться большей температуры и давления по сравнению с газотрубными аналогами.
Водотрубные котлы отличаются не только мощностью и более высокой температурой. К их преимуществам относится еще и возможность выдерживать серьезные перегрузки, что говорит о большей степени безопасности подобных устройств.

Сфера применения

Выделяют три основные области применения паровых котлов:

Отопительные системы. Пар выступает в роли энергоносителя.
Энергетика. Промышленные паровые машины, или, как их еще называют, парогенераторы, используются для получения электрической энергии.
Промышленность. Пар в промышленности используют не только для обогрева «рубашек» аппаратов и трубопроводов, но и для преобразования тепловой энергии в механическую и перемещения транспортных средств.

Бытовые паровые котлы используются для отопления жилых помещений. Простыми словами, их задача состоит в подогреве воды и передвижении пара по трубопроводу. Такую систему часто обустраивают вместе со стационарной печью или котлом. Обычно бытовые приборы вырабатывают насыщенный не перегретый пар, которого вполне достаточно для решения возложенных на них задач.

В промышленности пар перегревают – продолжают греть после испарения с целью еще больше повысить температуру. К таким установкам предъявляют особые требования по качеству, так как при перегреве пара емкость рискует взорваться. Перегретый пар, полученный из котла, может идти на образование электричества или механическое движение.

Электрический ток с помощью пара образуется следующим образом. Испаряясь, пар попадает в турбину, где он, благодаря плотному потоку вращает вал. Таким образом, тепловая энергия переходит в механическую, а та, в свою очередь, преобразовывается в электрическую. Так работают турбины электростанций.

Вращение вала, которое возникает при испарении больших количеств перегретого пара, может передаваться непосредственно на мотор и колеса. Так в движение приводится паровой транспорт. В качестве популярных примеров работы парового двигателя можно привести парогенератор паровоза или же судовой паровой котел. Принцип работы последних довольно прост: при сжигании угля образуется тепло, которое нагревает воду и образует пар. Ну а пар, в свою очередь, вращает колеса, или в случае с судном, винты.

Разновидности паровых котлов

Существует несколько модификаций паровых котлов. Их разделяют в соответствии со следующими признаками:

способом перемещения смеси пара с водой. В соответствии с этим параметром оборудование подразделяется на котлы с принудительным и естественным перемещением;
методом возврата конденсата: разомкнутые и замкнутые устройства;
характером движения теплоносителя: газотрубные и водотрубные агрегаты.

Газотрубное и водотрубное отопительное оборудование имеет различную конструкцию и эффективность. К категории газотрубного оборудования относятся котлы, в которых перемещение газа осуществляется в жаровых и дымогарных трубках. В процессе движения газы нагревают воду в системе. Трубки опираются на боковые грани топочной камеры.

В водотрубном же оборудовании по трубкам циркулирует вода. Газы в данном случае омывают трубы с внешней стороны.

Рассматриваемые котлы могут использовать для работы твердое топливо, а также мазут и газ.

Пример организации парового отопления

Порядок монтажа

Собирается однотрубная система следующим образом:

В хозяйственном помещении устанавливается на пол или вешается на стену котел. С помощью газового оборудования может быть устроена самая надежная и эффективная однотрубная система отопления двухэтажного дома. Схема подключения в этом случае будет стандартной и позволит произвести все работы, при желании, даже и самостоятельно.
На стены вешаются радиаторы отопления.
На следующем этапе монтируются стояки «подводящий» и «обратный» на второй этаж. Располагают их в непосредственной близости от котла. Внизу к стоякам присоединяется контур первого этажа, вверху – второго.
Далее выполняется подключение к магистралям батарей. На каждый радиатор следует установить запорный кран (на подводящем отрезке байпаса) и кран Маевского.
В непосредственной близости от котла на «обратной» трубе монтируется расширительный бак.
Также на «обратной» трубе поблизости от котла на байпасе с тремя кранами подключается циркуляционный насос. Перед ним на байпасе врезается специальный фильтр.

На заключительном этапе производится опрессовка системы в целях выявления неисправностей оборудования и протечек.

Как видите, однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой максимально проста, может очень даже удобным и практичным оборудованием

Однако при желании использовать такую простую конструкцию, на первом этапе важно произвести все необходимые расчеты с максимальной точностью

Задумываясь над установкой отопления, первоначально определяются, какой вид топлива будет использоваться

Но наряду с этим крайне важно решить, насколько планируемый обогрев будет действительно независимым. Так, по-настоящему автономной будет система отопления без насоса, которой для работы не нужна электроэнергия

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод.

Контур отопления — это совокупность элементов, предназначенных для обогревания жилища путём передачи тепла воздуху. Наиболее распространённым видом отопления является система, использующая в качестве источника нагрева котлы или бойлеры, подключённые к водопроводу. Вода, проходя через нагреватель, достигает определённой температуры, а после направляется в отопительный контур.

В системах с теплоносителем, в качестве которого используется вода, циркуляция может быть организована двумя путями:

В качестве источника тепла, служащего для нагревания воды, используются котлы (бойлеры). Их принцип действия основан на превращении определённого для них рода энергии в тепло с последующей его передачей теплоносителю. По типу источника нагрева котельное оборудование бывает газовым, твердотопливным, электрическим или мазутным.

По типу соединения элементов контура система отопления может быть однотрубной или двухтрубной. Если все приборы контура включены относительно друг друга последовательно, то есть теплоноситель проходит по порядку все элементы и возвращается в котёл, то такая система называется однотрубной. Её существенным недостатком является неравномерность прогрева. Это связано с тем, что на каждом элементе происходит потеря какого-то количества тепла, поэтому разница температур котла может быть существенной.

Система двухтрубного типа подразумевает параллельное подключение радиаторов к стояку. К недостаткам такого подключения относят осложнение конструкции и увеличенный в два раза расход материала по сравнению с однотрубной системой. Но построение контура обогрева для больших многоэтажных помещений выполняется только таким соединением.

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Основные элементы системы парового отопления

Паровые котлы делятся на промышленные и бытовые (малой мощности). Котловые агрегаты для производства пара используют следующие типы топлива:

Природный газ;
Твердое топливо;
Электрическая энергия;
Жидкое топливо.

Котлы имеют различные конфигурации, компоновочные размеры, способы нагрева воды, методы сжигания топлива.

Газовые и жидкотопливные котлы сжигают топливо с помощью горелок, электрические кипятят воду ТЭНами (трубчатыми электрическими нагревателями) или электродами, твердотопливные используют естественное горение. Некоторые модели паровых котлов оборудуются вентиляторами для наддува, интенсификации горения и удаления дыма.

Общий принцип работы котельного парового оборудования основан на дозированной подаче исходной воды. При нижнем рабочем уровне насос накачивает воду до верхнего рабочего уровня и отключается. После испарения поданного объема воды насос включается вновь – работа имеет циклический режим.

Котлы оборудованы системами контроля давления пара, уровня воды, блокировками по верхнему и нижнему аварийному уровню воды, предохранительными клапанами. Для контроля уровня воды агрегаты оснащаются уровнемерами и смотровыми стеклами.

Обязательным элементом парового отопления является система подготовки воды. Система регулярно теряет в процессе эксплуатации некоторое количество теплоносителя, его необходимо компенсировать новым количеством воды. Вода для работы парового отопления должна удовлетворять ряду требований, прежде всего по содержанию солей жесткости.

Вода с большим содержанием солей жесткости при кипении дает выпадение серьезного осадка на внутренней поверхности труб. По мере увеличения слоя накипи передача тепла от сгораемого топлива к воде ухудшается. В итоге трубы котла полностью засоряются и прогорают.

В качестве установок водоподготовки чаще всего используются натрий-катионитовые фильтры. Установки имеют различную производительность по воде, могут оборудоваться антикоррозионным дозированием и другими элементами. Применение установок не снимает полностью опасность образования накипи – требуется проводить профилактические мероприятия, не реже чем 1 раз в три месяца.

Для очистки поверхностей нагрева от накипи используется раствор лимонной (пищевой) кислоты. Раствор подается в котел, кипятится и выдерживается 5 – 8 минут, затем сливается из котла. Котел промывается чистой водой.

Третьим основным элементом парового отопления является система трубопроводов и отопительных приборов.

Принцип работы парового котла

Паровой котел является универсальным устройством, поскольку может работать даже на солнечной или геотермальной энергии. Современные паровые котлы в качестве топлива используют природный газ, но также существуют и твердотопливные котлы. Все паровые котлы работают примерно по одной и той же схеме, где обычная вода превращается в насыщенный или перегретый пар. Эта схема работы состоит из нескольких этапов:

Очистка воды при помощи фильтрующих элементов.
Подача очищенной воды в рабочую ёмкость. Подача может осуществляться, как самотёком, так и при помощи насоса. Сегодня в основном применяются электрические насосы.
Подача воды из рабочей емкости в коллектор. Подача осуществляется самотёком.
Подъём воды из коллектора в зону нагрева.
Подача образовавшегося пара в сепаратор, где происходит влагоотделение. Остатки воды по специальному трубопроводу стекают в резервуар.
Подача пара в паропровод.

В промышленном паровом котле данная схема дополнена ещё двумя пунктами:

Подача пара в зону повторного нагрева;
Подача пара в рабочую магистраль.

Указатели уровня котла серии HK

Указатели уровня серии HK являются выносными байпасными указателями уровня из нержавеющей стали, которые устанавливаются на емкость и за счет принципа сообщающихся сосудов обеспечивают визуальный контроль уровня в емкостях и котлах, работающих под давлением до 26 МПа и температурой процесса до +450°C.

Назначение указателей уровня серии HK

Указатель уровня серии HK представляет собой устройство для автономного визуального мониторинга уровня жидкости или пара в резервуарах под давлением. Данная серия индикаторов уровня надежна и герметична, и является отличным решением для контроля уровня в емкостях с широким диапазоном рабочего давления.

В качестве смотровых стекол в байпасных индикаторах уровня могут быть использованы рефлексные стекла Клингера, которые предназначены для работы как с жидкими средами, так и с газообразными, или гладкие стекла Дюренса, применяющиеся только для работы с жидкими средами.

Одна из поверхностей водоуказательных стекол Клингера является гладкой, а противоположная имеет призматические риски, которые располагаются под прямым углом к плоскости. За счет этого внутри полости указателя уровня происходит полное отражение света, тем самым уровень среды становится отчетливо виден. Устройства со стеклами Клингера оптимальны для использования в качестве указателя уровня котлов.

У стекол Дюренса обе стороны являются гладкими.

Применение указателей уровня серии HK

Байпасный указатель уровня данной серии обладает отличными эксплуатационными характеристиками, а именно высокой рабочей температурой (до +450°C) и высоким рабочим давлением. За счет этого указатель уровня жидкости серии HK может быть использован в следующих отраслях промышленности:

Нефтедобыча;
Газодобыча;
Нефтехимическая и химическая промышленность;
Машиностроение;
Энергетическая промышленность;
Судостроение;
Теплоснабжение;
Водоснабжение и многое другое.

Технические характеристики байпасных указателей уровня серии HK

Далее приведены основные технические характеристики для указателя уровня котла данной серии:

Присоединительная длина: 300…2000 мм;
Рекомендованная присоединительная длина: 500, 550, 800, 850, 1150, 1450, 1750 мм (возможно изготовление под заказ);
Температура процесса: до +450°C;
Температура окружающей среды: от -50 до +80°C;
Максимальное рабочее давление: 26 МПа;
Технологическое присоединение: фланцевое (DN 20) соединение с выступом (возможно изготовление под заказ);
Световая подсветка уровня: опционально – LED, 24 В DC, 220 В AC один или два цвета;
Подогрев стекла: опционально – регулятор температуры;
Тип смотрового стекла: стекло Клингера (рифленое) или стекло Дюренса (гладкое);
Материалы корпуса: углеродистая и нержавеющая сталь;
Комплектность индикатора: дренажные и вентиляционные клапаны, запорные вентили;
Тип исполнения: Стандартное или боковое для котлов, где расстояние от нижней оси до начала показывающей части меньше 100 мм.

Принцип работы индикаторов уровня серии HK

Байпасные индикаторы уровня представляют собой устройства прямого действия. Отображение уровня происходит по принципу сообщающихся сосудов. Индикатор присоединяется параллельно к емкости, и в него через соединительные трубки попадает жидкость, уровень которой соответствует уровню в емкости. Визуальный контроль обеспечивается специальными прозрачными стеклами.

Существуют два основных типа индикаторов: просветные и непросветные.

Просветный индикатор

Непросветный индикатор

В просветных индикаторах используются два противоположно установленных стекла Дюренса, за счет чего получается сквозной просвет. В таких типах индикаторов целесообразно применять дополнительную световую подсветку для улучшения визуального контроля.

В непросветных колонках используется одно прозрачное стекло, при этом противоположная стенка является глухой. В таких типах индикаторов могут применяться как гладкие стекла Дюренса, так и рифленые стекла Клингера.

Особенности индикаторов серии HK

Из особенностей стоит отметить:

На выбор имеется два типа смотровых стекол Клингера и Дюренса;
Корпус выполнен из прочной нержавеющей стали;
Предусмотрена защита от аварийной утечки – специальный стальной уплотнительный шарик, который перекрывает поток контролируемого вещества при разрушении смотрового стекла;
Наличие в комплекте вентиляционного и запорного клапана.

Преимущества прямоточных паровых котлов

Главным преимуществом прямоточных котлов является минимальный срок, необходимый для приведения его в рабочее состояние и укороченное время нагрева. С учетом этих характеристик, прямоточные котлы используются в качестве резервных установок, применяющихся в часы пиковых нагрузок и при сбоях и неисправностях основных котельных агрегатов. Чтобы жаротрубные котлы находились всегда в состоянии готовности, необходимо их поддерживать в нагретом виде долгое время, что крайне неэффективно.

Котлы, не находящиеся в регулярной ежедневной эксплуатации, имеют большие потери в состоянии простоя. Во избежание нерентабельного использования топлива и энергии в случаях нерегулярной эксплуатации оправдано применение прямоточных котлов. (См. также: Монтаж твердотопливных котлов своими руками)

Особенности конструкции прямоточных котлов требуют точного соответствия выработки пара и подачи топлива. При этом паровые котлы малой мощности, действующие по двухступенчатой схеме подачи воды и топлива, являются наиболее эффективными при нерегулярной эксплуатации. В этих установках происходит автоматическая регулировка подачи топлива и воды в зависимости от количества получаемого пара. Это позволяет значительно сокращать частоту включений и отключений горелок при колеблющихся нагрузках.

Преимуществами прямоточных котлов являются: отсутствие громоздких и тяжелых коллекторных установок; возможность вольной компоновки поверхностей нагрева; более высокая допустимая тепловая нагрузка, получаемая за счет принудительного перемещения рабочего тела; более эффективное использование поверхности нагрева; сравнительная компактность при высоком КПД; повышенная маневренность, достигаемая за счет небольшой теплоаккумулирующей возможности прямоточного котла.

Принцип работы парогенератора утюга

Утюг с парогенератором — это не обычное приспособление для глажки. Он представляет собой паровую станцию, соединенную с утюгом при помощи гибкого шланга, по которой и подается пар. Резервуар, в который добавляется вода (можно использовать как водопроводную, так и очищенную воду), называется бойлер.

Принцип работы утюга прост:

В резервуар для воды вы добавляете необходимое количество воды и закрываете его.
Далее выбираете режим мощности пара и ждете пока вода нагреется.
Нагретая вода преобразуется в пар и по специальной трубке подается к подошве утюга.
Пар выходит из специальных отверстий на подошве и разглаживает белье.

Так как утюг с парогенератором — это не обычный утюг, а система подачи пара без дополнительного нагрева подошвы сторонними элементами, то дополнительные настройки температурного режима у него отсутствуют. Чаще всего в настройках можно встретить только регулятор мощности пара, а так как паром можно гладить все виды тканей, то другие функции ему и не нужны.

Подошву у утюга с парогенератором лучше выбирать керамическую, а не металлическую. Керамическая платформа устойчива к истиранию и царапинам, за ней легче ухаживать.

Утюг с парогенератором гладит при помощи пара, а не нагрева подошвы

Преимущества

Преимуществ в использования утюга с парогенератором больше чем у обычного утюга:

Вес утюга намного меньше чем у обычного и, поэтому использовать его намного удобнее.
Благодаря особой конструкции, пар из отдела генерации, подается под определенным давлением. Этот принцип работы существенно экономит ваши силы, так как глажка становится легче. А регулятор мощности давления пара позволяет вам экономить средства, снижая потребление электроэнергии.
Так как система оборудована бойлером с большим объемом воды, чем у обычного утюга с функцией отпаривания, то вам не придется постоянно доливать воду в резервуар. Это поможет вам перегладить большое количество белья.
Обычный утюг может быть оборудован функцией вертикального отпаривания, или эта функция будет отсутствовать. В паровой системе функция вертикального отпаривания есть всегда.
Если вы переживаете, что пятна воды могут оставить ржавые пятна на дорогой одежде, то приобретите парогенератор. Такие гладильные системы гарантированно не оставят разводы ржавчины на поверхности ткани и полностью исключат попадание крупных капель воды на одежду при глажке. Все нагревательные элементы системы находятся внутри бойлера и никак не могут испачкать белье.
Гладильные системы способны защитить ваш дом от пожара.Если вы случайно не выключили парогенератор, то подошва утюга, из — за низкой температура, не сможет воспламенить ткань. А сам генератор без движения отключится и остынет.

Парогенерирующий утюг удобен и безопасен

Недостатки

Помимо очевидных преимуществ, гладильные системы с функцией паро генерации имеют ряд недостатков:

Из — за схожих функций, большинство потребителей путает гладильные системы и утюг. Но то что подходит для глажки, не подходит для сушки. Что это значит? Гладильные системы с функцией паро генерации позволяют разгладить вещи из плотных тканей, трудно поддающихся глажке, с чем точно, будет сложно справится утюгу. Но вот если вопрос идет о том, чтобы быстро подсушить необходимую вещь, то гладильные системы не нагревают подошву утюжка настолько сильно, чтобы помочь вам высушить вещь. Для такой работы парогенератор не годится.
Некоторые модели парогенераторов имеют длинный и двойной шлаг, неустойчивый к скручиванию и изгибанию. Пользоваться такими приборами и осуществлять их хранение достаточно сложно.
Так как генератор имеет нагревательный элемент, то он нуждается в постоянной очистке от накипи. Очистить бойлер от накипи иногда бывает очень сложно, и делать это нужно регулярно и правильно. Поэтому, если у вас не хватает времени на постоянную уборку, это делает его использование неудобным.
Компактность. Это самый главный минус любой модели генератора. Он не только занимает много места при глажке, но и для правильного хранения придется уделить достаточно места в доме.
Самый главный недостаток парогенератора — это его цена. Парогенератор для дома, который используется для глажки одежды, равно как и пароочиститель для дома, будет стоить дорого.

Гладильные системы с парогенераторами удобны, но довольно дороги

Особенности конструкции прямоточных паровых котлов

Прямоточные паровые котлы в своей конструкции не имеют барабана. Вода проходит сквозь испарительный трубопровод однократно, превращаясь в пар постепенно. Процесс парообразования прекращается в переходной зоне. Поступающая из испарительного трубопровода пароводяная смесь идет в пароперегреватель, в котором температура пара доводится до требуемых параметров. Большинство прямоточных паровых котлов оснащены промежуточным паропрогревателем, который используется для повторного нагрева пара, поступающего из турбинной установки. Повторно нагретый пар возвращается на турбину. Прямоточный паровой котел представляет собой разомкнутую гидросистему. Такие котельные установки могут работать как на сверхкритических, так и на докритических давлениях. Среди модификаций прямоточных котлов присутствуют: (См. также: Каминные часы)

паровые котлы высокого давления,
паровые котлы среднего давления,
паровые котлы низкого давления.

Для прямоточных котельных установок не требуется помещений особой конструкции. По отношению к прямоточным котлам в значительной мере снижены требования по технадзору и регулярному эксплуатационному контролю.

Измерение уровня воды в баке

Задачи измерения уровня воды в баке решают в основном в промышленности, когда требуется иметь постоянную информацию об уровне в баке. Результаты измерения используются для визуализации или для интегрирования в АСУ ТП. Для этих целей применяют уровнемеры:

В случае необходимости визуализации результатов измерения, применяют индикаторы токовой петли, барграфы, панельные индикаторы, регистраторы.

Масштабируемый цифровой индикатор 4…20 мА

Барграфы универсальный вход/ релейный выход

Гибридное регистрирующее устройство

Трехцветные цифровые индикаторы

В тех случаях, когда требуется удаленное измерение уровня воды в баке, рекомендуется применение облачных технологий. Подробнее в статье gsm-monitor.net – Веб-сервер для датчиков GSM/GPRS.

https://www.youtube.com/embed/zFlR-eaRqMg https://www.youtube.com/embed/0wBEft2Da1c https://www.youtube.com/embed/yUtCWMxyMLE