Příkrva a párovo-vodní obvod kotlu
V kotle jsou různé komponenty v obvodu přívodní vody a páry a měli bychom znát některé základní komponenty těchto obvodů. Jsou to ekonomizér, bubny kotle, vodní trubky a superhříčka.
Ekonomizér
Ekonomizér je výměník tepla, který čerpá teplo z odpadního plynu a zvyšuje teplotu přívodní vody přicházející z společné hlavičky přívodní vody na přibližnou nasycovací teplotu odpovídající tlaku kotle.
Odvedení odpadního plynu s vysokou teplotou do atmosféry znamená velké ztráty energie. Použitím těchto plynů pro ohřev přívodní vody lze dosáhnout vyšší efektivnosti a lepší ekonomiky, proto se tento výměník tepla nazývá "Ekonomizér".
Strukturně je ekonomizér sběrem zakroužlených dutých trubkových prvků, skrze které protéká přívodní voda. Vnější strana trubek je ohřívána odpadními flue plyny. Čím více je vodních trubek, tím větší bude povrch pro výměnu tepla. Počet trubek a jejich průřez jsou předem navrženy podle požadovaných parametrů kotle.
Na T-S křivce výše stínovaná část ilustruje zónu ekonomizéru. Teplo absorbované přívodní vodou je označeno jako ‘Qeco’.
Další zásadní komponenta obvodu přívodní vody a páry
je bubnový kotl.
Bubny kotle
Dvě typy bubnů kotle používané ve všech typech kotlů jsou parní bubny a bahenní bubny. Oba druhy bubnů mají specifické funkce.
Parní bubny
Funkce parního bubnu v obvodu přívodní vody a páry jsou:
Uchování dostatečného množství vody a páry pro pokrytí se změnami v zatížení.
Poskytnutí hybné síly a tím podpora přirozeného oběhu vody skrze vodní trubky.
Oddělení páry od směsi vody a páry, uvolněné vzestupnými trubicemi.
Podpora chemického ošetření pro odstranění rozpusteného O2 a udržení požadované pH.
Oddělování páry ze dvoufázových směsí v parním bubnu:
Pára musí být oddělena od směsi, než opustí bubnový kotl, protože:
Jakákoli vlhkost unášená s párou obsahuje rozpustené soli. V superhříčce voda odpařuje a soli zůstávají usazené na vnitřní straně trubek, což vytváří šťávu. Tato šťáva snižuje životnost superhříček.
Některé nečistoty v vlhkosti (jako např. vaporizovaný křemen) mohou způsobit usazení na lopatkách turbín.
Jednou z důležitých funkcí parního bubnu je oddělit páru od směsi vody a páry. Při nízkém tlaku (pod 20 bar; 1 bar = 1.0197 kg/cm2) se používá jednoduché gravitační oddělení. V metodě gravitačního oddělení se částice vody odpojí od páry kvůli vyšší hustotě.
S rostoucím tlakem uvnitř bubnu kotle se hustota páry zvyšuje, protože pára je velmi stlačitelná. Rozdíl mezi hustotou páry a vody tedy klesá. Gravitační oddělení tedy stává neefektivním.
Proto v parním bubnu vysokotlakých kotlů existují některé mechanické zařízení (známá jako interní bubny nebo anti-priming zařízení) pro oddělení páry od vody.
Následující obrázek ilustruje různá Anti-priming zařízení používaná v termálních elektrárnách:
Opony jsou separátory, které oddělují horkou směs vody a páry od suché páry a poskytují cestu pro suchou páru.
V cyklonovém separátoru se směs vody a páry pohybuje v spirálovité dráze a díky odstředivým silám se částice vody oddělí od dvoufázové směsi. Malé křidélka uvnitř cyklonového separátoru shromažďují usazené částice vody.
V čističi se dvoufázová směs pohybuje v cik-cak trajektorii a poskytuje konečnou fázi sušení páry.
Po čističi se pára pohybuje do superhříčky skrze perforovanou sítko.
Bahenní bubny
Bahenní bubny jsou další hlavičky, které jsou umístěny na spodní straně kotle a obvykle pomáhají při přirozeném oběhu vody skrze parní trubky. Bahenní bubny obvykle obsahují vodu v nasycovací teplotě, a také usazené soli a nečistoty, známé jako suspenze. Pravidelně se myjí pro odstranění suspendovaných látek otevřením výtokového ventilu.
Vodní trubky
Tyto jsou také zásadní pro obvod přívodní vody a páry kotle
Vodní trubky jsou zakroužlené nebo přímé duté trubky, skrze které obíhá směs vody a páry. Existují dva typy vodních trubek, totiž sestupné a vzestupné. Toto sestupné, vzestupné uspořádání je také známé jako Evaporátor (nebo samotný kotl). V evaporátoru se odehrává skutečná změna stavu z vody na páru. Na T-S diagramu vedle je ilustrována zóna evaporátoru. 'Qeva' je teplo absorbované evaporátorem. Je to především skrytá tepelná energie vypařování vody.
Sestupné vodní trubky
Jak název napovídá, sestupné trubky jsou vodní trubky, skrze které voda sestupuje z parního bubnu do bahenního bubnu (viz obr.). Žádné bubliny vody by neměly proudit spolu s nasycenou vodou z bubnu do sestupných trubek. To by snížilo rozdíl v hustotě a tlakový stupeň pro přirozený oběh.
Vzestupné vodní trubky
Vzestupné trubky jsou vodní trubky, skrze které
