Een waterbuisketel is een soort ketel waarin het water in buizen wordt verwarmd en de hete gassen eromheen staan. Dit is de basisdefinitie van een waterbuisketel. Eigenlijk is deze ketel het tegenovergestelde van een vuurbuisketel, waarbij de hete gassen door buizen stromen die omringd zijn door water.
Er zijn veel voordelen van een waterbuisketel, waardoor deze soorten ketels vooral gebruikt worden in grote thermische energiecentrales.
Een grotere verwarmingsoppervlak kan worden bereikt door meer waterbuizen te gebruiken.
Door de convectiestroom beweegt het water sneller dan bij een vuurbuisketel, waardoor de warmteoverdracht hoger is, wat resulteert in een hogere efficiëntie.
Een zeer hoge druk van ongeveer 140 kg/cm2 kan vloeiend worden verkregen.
Het werkingsprincipe van een waterbuisketel is zeer interessant en eenvoudig.
Laten we een zeer basisschema trekken van een waterbuisketel. Het bestaat voornamelijk uit twee trommels, één bovenste trommel genaamd stoomtrommel en de andere onderste trommel genaamd moddertrommel. Deze bovenste en onderste trommel zijn verbonden met twee buizen, namelijk neerwaartse en opwaartse buizen, zoals te zien in de afbeelding.
Het water in de onderste trommel en in de opwaartse buis die eraan is verbonden, wordt verhit en stoom wordt erin geproduceerd, die natuurlijk naar de bovenste trommel komt. In de bovenste trommel wordt de stoom natuurlijk gescheiden van het water en boven het waterspiegel opgeslagen. Het koudere water wordt via de voedingswaterinlaat in de bovenste trommel gevoerd, en omdat dit water zwaarder is dan het warmere water in de onderste trommel en in de opwaartse buis, duwt het koudere water het warmere water omhoog door de opwaartse buis. Dus er is een convectiestroom van water in het ketelsysteem.
Naarmate er steeds meer stoom wordt geproduceerd, neemt de druk van het gesloten systeem toe, wat deze convectiestroom van water belemmert, waardoor de productiesnelheid van stoom proportioneel langzamer wordt. Als de stoom daarentegen wordt afgetapt via de stoomuitlaat, daalt de druk binnen het systeem en wordt de convectiestroom van water sneller, wat resulteert in een snellere productiesnelheid van stoom. Op deze manier kan de waterbuisketel zijn eigen druk regelen. Daarom wordt deze soort ketel als zelfregulerende machine aangeduid.
Er zijn veel soorten waterbuisketel.
Horizontale Rechte Buisketel.
Gebogen Buisketel.
Cyclonisch Gevuurde Ketel.
De Horizontale Rechte Buisketel kan weer worden onderverdeeld in twee verschillende types, namelijk
Lange Trommelketel
Kruistrommelketel.
De Gebogen Buisketel kan ook worden onderverdeeld in vier verschillende types, namelijk
Twee Trommel Gebogen Buisketel.
Drie Trommel Gebogen Buisketel.
Lage Hoofd Drie Trommel Gebogen Buisketel.
Vier Trommel Gebogen Buisketel.
Babcock-Wilcox Ketel staat ook bekend als Lange Trommelketel of Horizontale Buisketel. Bij dit type ketel is één cilindrische trommel longitudinaal geplaatst boven de verhitte ruimte. Aan de achterkant van de trommel is een neerwaartse buis gevuld en aan de voorzijde van de trommel is een opwaartse buis gemonteerd, zoals te zien in de afbeelding. Deze neerwaartse buis en opwaartse buis zijn verbonden met elkaar door 5o tot 15o rechte waterbuizen, zoals te zien in de afbeelding.
Het werkingsprincipe van de Babcock-Wilcox Ketel is gebaseerd op het thermonifoonprincipe. De longitudinaal geplaatste trommel, zoals vermeld in de constructie van de longitudinale trommelketel, wordt gevoed met kouder water aan de achterkant van de voedingswaterinlaat. Omdat het koudere water zwaarder is, valt het omlaag door de neerwaartse buis die aan de achterkant van de trommel is aangebracht. Vanuit de neerwaartse buis komt het water in de horizontale waterbuis, waar het heet en lichter wordt.
Omdat het water lichter wordt, stroomt het omhoog door deze hellende horizontale buizen en komt uiteindelijk terug in de keteltrommel via de opwaartse buis. Tijdens het stromen van het water door de hellende waterbuizen absorbeert het de warmte van de hete gassen die de waterbuizen omringen, waardoor stoombellen in deze buizen ontstaan. Deze stoombellen komen vervolgens via de opwaartse buis in de stoomtrommel en scheiden zich natuurlijk van het water en nemen de ruimte boven het waterspiegel in de longitudinale trommel van de Babcock-Wilcox Ketel in.
