Een buisvurenketel is een type ketel dat hete gassen van een vuur gebruikt om water in een reeks buizen te verwarmen. De buizen zijn omgeven door water in een afgesloten container. De warmte van de gassen wordt via de wanden van de buizen overgedragen door thermische geleiding, waardoor stoom ontstaat die voor verschillende doeleinden kan worden gebruikt.
Buisvurenketels zijn een van de oudste en meest basale types ketels. Ze werden in de 18e en 19e eeuw wijdverspreid gebruikt, vooral voor stoomlocomotieven en andere stoommachines. Tegenwoordig worden buisvurenketels nog steeds gebruikt voor sommige industriële en commerciële toepassingen, zoals verwarming, energieopwekking en processtoom.
In dit artikel leggen we de definitie, types, voordelen, nadelen en toepassingen van buisvurenketels uit. We zullen ook inhoud toevoegen van Bing's top 5 gerelateerde pagina's over het onderwerp en externe links naar relevante bronnen toevoegen.
Een buisvurenketel is gedefinieerd als een ketel die bestaat uit een afgesloten container gevuld met water en een reeks buizen die erdoorheen lopen. De buizen dragen hete gassen van een vuur (meestal gestookt met kolen, olie of gas) die het water verhitten en stoom genereren.
De belangrijkste componenten van een buisvurenketel zijn:
Vuurplaats: De ruimte waar de brandstof wordt verbrand om hete gassen te produceren.
Brandbuis: De buizen die de hete gassen van de vuurplaats naar de rookkast vervoeren.
Rookkast: De ruimte waar de hete gassen worden verzameld en via de schoorsteen worden afgevoerd.
Stoomkoepel: Het bovenste deel van de ketel waar de stoom wordt verzameld en verdeeld naar de uitgangen.
Oververhitter: Een optioneel apparaat dat de stoom verder verhit om deze droog en oververhit te maken.
Rooster: Het platform waar de brandstof wordt geplaatst voor verbranding.
Waterinlaat: De leiding die water aan de ketel levert.
Stoomuitlaat: De leiding die stoom naar de gewenste locatie levert.
Het werking van een buisvurenketel is eenvoudig en rechttoe rechtaan. De brandstof wordt in de vuurplaats verbrand, waardoor hete gassen ontstaan die door de brandbuizen gaan. De warmte van de gassen wordt overgedragen aan het water rond de buizen, waardoor de temperatuur en druk ervan stijgt. De stoom stijgt dan op naar de stoomkoepel, waar deze voor verschillende doeleinden kan worden afgetapt. Het water wordt aangevuld via de waterinlaat.
De druk en temperatuur van de stoom hangen af van de grootte en ontwerp van de ketel, evenals de kwaliteit en hoeveelheid van de brandstof. Over het algemeen kunnen buisvurenketels laag tot middeldruk stoom (tot 17,5 bar) en laag tot middel capaciteit (tot 9 metric ton per uur) produceren.
Een van de belangrijkste nadelen van buisvurenketels is dat ze beperkt in staat zijn om hoogdruk en hoge capaciteit stoom te produceren. Dit komt omdat ze een enkele grote behuizing hebben die zowel water als stoom bevat, wat het moeilijk maakt om hun druk en temperatuur te controleren. Bovendien zijn buisvurenketels vatbaar voor ontploffing als hun behuizing door te hoge druk of schade breekt.
Er zijn verschillende soorten buisvurenketels, afhankelijk van verschillende criteria, zoals:
Locatie van de vuurplaats: Er zijn twee hoofdcategorieën buisvurenketels op basis van de locatie van de vuurplaats: externe vuurplaats en interne vuurplaats. Externe vuurplaatsketels hebben hun vuurplaats buiten de hoofdbehuizing, terwijl interne vuurplaatsketels hun vuurplaats binnen of eraan vast hebben.
Oriëntatie van de ketelas: Er zijn twee hoofdcategorieën buisvurenketels op basis van hun oriëntatie: horizontaal en verticaal. Horizontale ketels hebben hun as parallel aan de grond, terwijl verticale ketels hun as loodrecht daarop hebben.
Aantal en vorm van de brandbuizen: Er zijn verschillende soorten buisvurenketels op basis van het aantal en de vorm van de brandbuizen, zoals één buis, meerdere buizen, rechte buis, gebogen buis, enz.
Enkele van de meest voorkomende soorten buisvurenketels zijn:
Een Cochran-ketel is een type verticale buisvurenketel met een cilindrische behuizing met een koepelvormig bovenstuk. Het heeft één of meer brandbuizen die langs de lengte lopen. Het heeft ook een externe vuurplaats die kolen- of oliegestookt kan zijn.
Een Cochran-ketel kan laagdruk stoom (tot 10,5 bar) en lage capaciteit (tot 3500 kg per uur) produceren. Het is compact van formaat en gemakkelijk te bedienen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor kleinere industriële toepassingen, zoals verwarming, energieopwekking en processtoom.
Een Cornish-ketel is een type horizontale buisvurenketel met een lange cilindrische behuizing met één grote rookkoker die het vuur bevat. Het heeft een eenvoudig ontwerp en lage onderhoudskosten. Het kan middeldruk stoom (tot 12 bar) en middelcapaciteit (tot 6500 kg per uur) produceren.
Een Cornish-ketel werd ontwikkeld door Richard Trevithick in 1812 en werd wijdverspreid gebruikt voor stoommachines in de mijnbouwindustrie. Het is vergelijkbaar met een Lancashire-ketel, maar heeft slechts één rookkoker in plaats van twee.
Een locomotiefketel is een type horizontale buisvurenketel met een interne vuurplaats en een groot aantal brandbuizen. Het heeft ook een uitbreiding aan één kant genaamd de vuurdoos, die het rooster huisvest en extra verwarmingsoppervlak biedt. Het heeft ook een oververhitter die de temperatuur en droogheid van de stoom verhoogt.
Een locomotiefketel kan hogedruk stoom (tot 25 bar) en hoge capaciteit (tot 9000 kg per uur) produceren. Het is snel in stomen en responsief op belastingveranderingen. Het werd voornamelijk gebruikt voor het aandrijven van stoomlocomotieven totdat deze werden vervangen door dieselaandrijving of elektrische motoren.
Een Scotch Marine-ketel is een type horizontale buisvurenketel met één of meer grote cilindrische behuizingen die twee of meer vuurplaatsen en diverse brandbuizen bevatten. Het heeft ook een externe natte achterkamer die de efficiëntie verbetert en het gewicht vermindert.
Een Scotch Marine-ketel kan hogedruk stoom (tot 30 bar) en hoge capaciteit (tot 27000 kg per uur) produceren. Het is robuust in constructie en geschikt voor maritieme toepassingen, zoals verwarming, energieopwekking en aandrijving.
