Klíčový rozdíl - subkritický vs superkritický kotel
Kotle jsou uzavřené nádoby, ve kterých se kapalina ohřívá, většinou voda. I když se to jmenuje kotel, tekutina v tom nemusí nutně vřít. Ohřátá kapalina se používá v různých aplikacích, včetně ohřevu vody, ústředního topení, vaření atd. Podkritické a superkritické kotle jsou takové systémy na výrobu páry. Klíčovým rozdílem mezi subkritickým a superkritickým kotlem je to, že subkritické kotle pracují při podkritickém tlaku kapaliny, zatímco superkritické kotle pracují při nadkritickém tlaku kapaliny.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je kritický bod
3. Co je podkritický kotel
4. Co je superkritický kotel
5. Podobnosti mezi podkritickým a superkritickým kotelem
6. Srovnání vedle sebe - subkritický vs superkritický kotel ve formě tabulky
7. Souhrn
Co je to kritický bod?
Kritickým bodem látky je teplota a tlak, při kterých se látka může chovat současně jako plyn a kapalina, a proto dochází k nerozeznání plynné a kapalné fáze. Je to proto, že hustota plynné fáze a kapalné fáze je v tomto bodě stejná. Látka, která existuje při teplotě a tlaku nad svým kritickým bodem, je známá jako superkritická tekutina. Látka, která opouští svůj kritický bod, je známá jako podkritická tekutina. V křivce fázové rovnováhy je kritický bod koncovým bodem křivky.
Obrázek 01: Fázový diagram ukazující kritický bod vody
Termín superkritický v superkritických kotlích se týká tlaků nad kritickým bodem vody, který je v kotli provozován. Kritickým bodem vody je teplota 647 K a tlak 221 bar (22,1 MPa). Tlak pod 221 bar je známý jako „podkritický tlak“a nad 221 bar je „nadkritický tlak“vody.
Co je to podkritický kotel?
Podkritické kotle jsou kotle, které pracují při teplotách až 374 ° C a při tlaku 3 208 psi (kritický bod vody). Tyto kotle tvoří systém s konstantním koncovým bodem odpařování. Typickým příkladem podkritického kotle je bubnový parní generátor.
Uvnitř kotle je přirozená cirkulace kapaliny generována zahříváním stoupaček. Směs vody a páry, která opouští tuto stoupačku, se potom rozdělí na vodu a páru v bubnu. Voda cirkuluje, voda se vrací do vstupu výparníku skrz dolní rohy, zatímco pára proudí do komory přehřívače.
Obrázek 02: Tepelná elektrárna
Pokud se nechá kapalina procházet přirozenou cirkulací, je rozsah aplikace omezen na asi 190 barů jako maximální tlak v bubnu. Pokud se však cirkulace provádí pomocí oběhového čerpadla (tzv. Nuceného oběhu), lze tento rozsah rozšířit. K tomuto prodloužení dochází z důvodu fixace koncového bodu odpařování v bubnu. A také nastavuje velikost topné plochy ve výparníku a v přehřívači. Hlavní nevýhodou podkritického kotle je, že u těchto kotlů může dojít k tvorbě bublin.
Co je to superkritický kotel?
Superkritický kotel (generátor superkritické páry) je typ kotle, který pracuje za podmínek superkritického tlaku. Tento typ kotlů se často používá při výrobě elektřiny. Na rozdíl od podkritických kotlů nedochází u superkritických kotlů k tvorbě bublin a kapalná voda se okamžitě přemění na páru.
Superkritický kotel pracuje při teplotách kolem 538–565 ° C a tlacích nad 3 200 psi. Superkritický kotel má systém s proměnným koncovým bodem odpařování. Tyto kotle jsou bez bubnů. Odpařování tedy probíhá jediným průchodem výparníkem. Průtok tekutiny, většinou; voda, je indukována napájecím čerpadlem. Díky tomu může být systém provozován při jakémkoli požadovaném tlaku, což mu umožňuje provozovat systém buď v podkritických podmínkách, nebo v nadkritických podmínkách. Výsledkem je, že se koncový bod odpařování liší. A také za účelem udržení těchto podmínek se oblasti výparníku a přehřívače automaticky přizpůsobují podle požadavků.
Obrázek 03: Kotel na vodní trubku
Tento kotel je pojmenován jako superkritický kotel, protože je provozován nad kritickým tlakem vody, který je 221 bar. Protože nad kritickým bodem není žádný rozdíl mezi párou a vodou, voda působí jako tekutina.
Kromě kritického bodu vody je latentní teplo odpařování nulové, a proto neexistuje žádný významný rozdíl mezi kapalnou fází a vodní fází vody. jednou z hlavních výhod superkritických kotlů je nižší spotřeba paliva. To způsobuje menší produkci skleníkových plynů. a také díky nízké tvorbě bublin lze pozorovat menší spotřebu vody.
Jaké jsou podobnosti mezi podkritickým a superkritickým kotlem?
- Základní provozní mechanismus / cyklus jak subkritického, tak superkritického kotle je stejný.
- Kromě výparníků bez bubnů v superkritických kotlech jsou stejné i další konstrukční vlastnosti.
- Techniky subkritického i superkritického kotle používají v provozu podobné vybavení a strategie. tj. předehřívač vzduchu, ekonomizér, turbíny, kondenzátory, napájecí čerpadla kotle atd.
Jaký je rozdíl mezi subkritickým a superkritickým kotlem?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Subcritical vs Supercritical Boiler |
|
| Podkritické kotle jsou kotle, které pracují při teplotách až 374 ° C a při tlaku 3 208 psi (kritický bod vody). | Superkritický kotel (superkritický parní generátor) je typ kotle, který pracuje za podmínek superkritického tlaku. |
| Teplota | |
| Podkritické kotle jsou provozovány při teplotách do 374 ° C. | Superkritické kotle jsou provozovány při teplotách kolem 538–565 ° C. |
| Tlak | |
| Podkritické kotle jsou provozovány při tlaku 3 208 psi. | Superkritické kotle jsou provozovány při tlaku nad 3 200 psi. |
| Bicí | |
| Podkritické kotle jsou složeny z bubnů. | Superkritické kotle jsou bez bubnů. |
| Tvorba bublin | |
| Tvorba bublin je hlavní nevýhodou u podkritických kotlů. | Neexistují žádné superkritické kotle na tvorbu bublin. |
Shrnutí - subkritický vs superkritický kotel
Subkritické a superkritické kotle jsou dvě formy parních generátorů, které se používají k výrobě elektřiny. Jsou kategorizovány jako takové na základě jejich provozních podmínek. Rozdíl mezi podkritickým a superkritickým kotlem spočívá v tom, že subkritické kotle pracují při podkritickém tlaku kapaliny, zatímco superkritické kotle pracují při nadkritickém tlaku kapaliny.
Stáhněte si verzi Subcritical vs. Supercritical Boiler ve formátu PDF
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si verzi PDF zde: Rozdíl mezi subkritickým a superkritickým kotlem
