Ключова разлика – подкритичен срещу суперкритичен котел
Бойлерите са затворени съдове, в които се нагрява течност, в повечето случаи това е вода. Въпреки че името на това е котел, течността не е задължително да кипи в него. Нагрятият флуид се използва в различни приложения, включително отопление на вода, централно отопление, готвене и т.н. Подкритичните и суперкритичните котли са такива системи за генериране на пара. Ключовата разлика между подкритичен и суперкритичен котел е, че подкритичните котли работят при подкритично налягане на флуида, докато суперкритичните котли работят при суперкритично налягане на флуида.
Каква е критичната точка?
Критичната точка на дадено вещество е температурата и налягането, при които това вещество може да се държи като газ и течност едновременно, поради което възникват неразличими газова и течна фази. Това е така, защото плътността на газовата фаза и течната фаза е еднаква в тази точка. Вещество, което съществува при температура и налягане над критичната си точка, е известно като суперкритична течност. Вещество, което излиза под критичната си точка, е известно като субкритична течност. В кривата на фазовото равновесие критичната точка е крайната точка на кривата.
Фигура 01: Фазова диаграма, показваща критичната точка на водата
Терминът суперкритичен в суперкритичните котли се отнася до наляганията над критичната точка на водата, при която котелът работи. Критичната точка на водата е при температура 647 K и налягане 221 bar (22,1 MPa). Наляганията под 221 бара са известни като „подкритично налягане“, а над 221 бара е „свръхкритично налягане“на водата.
Какво е подкритичен котел?
Подкритичните котли са котли, които работят при температури до 374°C и при налягане от 3208 psi (критичната точка на водата). Тези котли представляват система с постоянна крайна точка на изпарение. Типичен пример за подкритичен котел е барабанният парогенератор.
Вътре в котела естествената циркулация на флуида се генерира чрез нагряване на щрангове. Сместа от вода и пара, която напуска този щранг, след това се разделя на вода и пара в барабана. Водата циркулира, водата се връща към входа на изпарителя през долните ъгли, докато парата тече в камерата на супернагревателя.
Фигура 02: Топлоелектрическа централа
Ако течността се остави да премине през естествена циркулация, обхватът на приложение е ограничен до около 190 бара като максимално налягане в барабана. Но ако циркулацията се извършва с помощта на циркулационна помпа (известна като принудителна циркулация), този диапазон може да бъде разширен. Това удължаване се случва поради фиксирането на крайната точка на изпарение в барабана. И също така задава размера на нагревателната повърхност в изпарителя и в прегревателя. Основен недостатък на подкритичния котел е, че в тези котли може да се образуват мехурчета.
Какво е суперкритичен котел?
Свръхкритичен котел (свръхкритичен парогенератор) е вид котел, който работи при условия на свръхкритично налягане. Този тип котли често се използват за производство на електроенергия. За разлика от подкритичните котли, в суперкритичните котли няма образуване на мехурчета и течната вода веднага се превръща в пара.
Свръхкритичният котел работи при температури около 538–565°C и налягания над 3 200 psi. Свръхкритичен котел има система с променлива крайна точка на изпарение. Тези котли са безбарабанни. Следователно изпарението се извършва при едно преминаване през изпарителя. Потокът от течност, в повечето случаи; вода, се индуцира от захранващата помпа. Това прави системата да работи при всяко желано налягане, което й позволява да работи със системата или при подкритични условия, или при суперкритични условия. В резултат на това крайната точка на изпарение варира. И също така, за да се поддържат тези условия, зоните на изпарителя и супернагревателя автоматично се настройват според изискванията.
Фигура 03: Котел с водна тръба
Този котел е наречен суперкритичен котел, защото работи над критичното налягане на водата, което е 221 бара. Тъй като над критичната точка няма разлика между пара и вода, водата действа като течност.
Отвъд критичната точка на водата латентната топлина на изпаряване е нула и следователно няма значителна разлика между течната фаза и парната фаза на водата. едно от основните предимства на суперкритичните котли е по-ниският разход на гориво. Това води до по-малко производство на парникови газове. и също така, поради липса на образуване на мехурчета, може да се наблюдава по-малко потребление на вода.
Какви са приликите между подкритичен и суперкритичен бойлер?
- Основният оперативен механизъм/цикъл както на подкритичния, така и на суперкритичния котел е един и същ.
- С изключение на безбарабанните изпарители в суперкритичните котли, другите конструктивни характеристики също са същите.
- Техниките както на подкритичния, така и на суперкритичния котел използват подобно оборудване и стратегии при работа. т.е. въздушен подгревател, економайзер, турбини, кондензатори, захранващи помпи за котли и др.
Каква е разликата между подкритичен и суперкритичен бойлер?
Подкритичен срещу суперкритичен котел |
|
| Подкритичните котли са котли, които работят при температури до 374°C и при налягане от 3208 psi (критичната точка на водата). | Свръхкритичният котел (свръхкритичен парогенератор) е вид котел, който работи при условия на свръхкритично налягане. |
| Температура | |
| Подкритичните котли работят при температури до 374°C. | Свръхкритичните котли работят при температури около 538–565°C. |
| Налягане | |
| Подкритичните котли работят при налягане от 3208 psi. | Свръхкритичните котли работят при налягане над 3200 psi. |
| Барабани | |
| Подкритичните котли се състоят от барабани. | Свръхкритичните котли са без барабани. |
| Образуване на балон | |
| Образуването на мехурчета е основен недостатък на подкритичните котли. | Няма суперкритични котли за образуване на мехурчета. |
Обобщение – подкритичен срещу суперкритичен котел
Подкритичните и суперкритичните котли са две форми на парогенератори, които се използват за производство на електроенергия. Те са категоризирани като такива въз основа на условията на работа. Разликата между подкритичен и суперкритичен котел е, че подкритичните котли работят при подкритично налягане на флуида, докато суперкритичните котли работят при суперкритично налягане на флуида.
Изтеглете PDF версията на подкритичен срещу суперкритичен котел
Можете да изтеглите PDF версията на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версията тук: Разлика между подкритичен и суперкритичен бойлер
