Ключевая разница - субкритический и сверхкритический котел
Котлы – это закрытые сосуды, в которых нагревается жидкость, чаще всего вода. Хотя это и называется котел, жидкость в нем не обязательно кипит. Нагретая жидкость используется в различных приложениях, включая нагрев воды, центральное отопление, приготовление пищи и т. Д. Подкритические и сверхкритические котлы являются такими парогенерирующими системами. Основное различие между субкритическим и сверхкритическим котлом заключается в том, что субкритические котлы работают при докритическом давлении жидкости, тогда как сверхкритические котлы работают при сверхкритическом давлении жидкости.
Что такое критическая точка?
Критическая точка вещества - это температура и давление, при которых это вещество может вести себя как газ и жидкость одновременно, поэтому возникают неразличимые газовая и жидкая фазы. Это связано с тем, что плотность газовой фазы и жидкой фазы в этой точке одинакова. Вещество, существующее при температуре и давлении выше своей критической точки, известно как сверхкритическая жидкость. Вещество, которое выходит ниже своей критической точки, известно как субкритическая жидкость. На кривой фазового равновесия критическая точка является конечной точкой кривой.
Рисунок 01: Фазовая диаграмма, показывающая критическую точку воды
Термин сверхкритическое в сверхкритических котлах относится к давлению выше критической точки воды, при которой работает котел. Критическая точка воды находится при температуре 647 К и давлении 221 бар (22,1 МПа). Давление ниже 221 бар известно как «докритическое давление», а выше 221 бар - «сверхкритическое давление» воды.
Что такое докритический котел?
Подкритические котлы – это котлы, работающие при температуре до 374°C и давлении 3 208 фунтов на квадратный дюйм (критическая точка воды). Эти котлы составляют систему с постоянной конечной точкой испарения. Типичным примером подкритического котла является парогенератор барабанного типа.
Внутри котла естественная циркуляция жидкости создается за счет нагрева стояков. Смесь воды и пара, выходящая из этого стояка, затем разделяется на воду и пар в барабане. Вода циркулирует, вода возвращается на вход испарителя через нижние углы, а пар поступает в камеру пароперегревателя.
Рисунок 02: Тепловая электростанция
Если жидкость подвергается естественной циркуляции, диапазон применения ограничивается примерно 190 барами в качестве максимального давления в барабане. Но если циркуляция осуществляется с помощью циркуляционного насоса (известного как принудительная циркуляция), этот диапазон может быть расширен. Это расширение происходит из-за фиксации конечной точки испарения в барабане. А также задает размер поверхности нагрева в испарителе и пароперегревателе. Основным недостатком субкритических котлов является то, что в этих котлах может происходить образование пузырей.
Что такое сверхкритический котел?
Сверхкритический котел (сверхкритический парогенератор) - тип котла, который работает в условиях сверхкритического давления. Этот тип котлов часто используется для производства электроэнергии. В отличие от субкритических котлов, в сверхкритических котлах не происходит образования пузырей, и жидкая вода сразу превращается в пар.
Сверхкритический котел работает при температуре около 538–565°C и давлении выше 3 200 фунтов на квадратный дюйм. Котел сверхкритического давления имеет систему с переменной конечной точкой испарения. Эти котлы безбарабанные. Следовательно, испарение происходит за один проход через испаритель. Поток жидкости, в большинстве случаев; воды, нагнетается питающим насосом. Это позволяет системе работать при любом требуемом давлении, что позволяет ей работать как в докритических условиях, так и в сверхкритических условиях. В результате конечная точка испарения меняется. А также, чтобы поддерживать эти условия, зоны испарителя и пароперегревателя автоматически регулируются в соответствии с требованиями.
Рисунок 03: Водотрубный котел
Этот котел называется сверхкритическим котлом, потому что он работает выше критического давления воды, которое составляет 221 бар. Поскольку выше критической точки нет различия между паром и водой, вода действует как жидкость.
За пределами критической точки воды скрытая теплота парообразования равна нулю, и, следовательно, нет существенного различия между жидкой фазой и паровой фазой воды. Одним из основных преимуществ котлов сверхкритического давления является меньший расход топлива. Это приводит к меньшему производству парниковых газов. а также, благодаря отсутствию образования пузырьков, наблюдается меньший расход воды.
Каковы сходства между субкритическим и сверхкритическим котлом?
- Основной рабочий механизм/цикл как для субкритического, так и для сверхкритического котла одинаков.
- За исключением безбарабанных испарителей в котлах сверхкритического давления, другие конструктивные особенности также одинаковы.
- Технологии как для субкритических, так и для сверхкритических котлов используют в работе одинаковое оборудование и стратегии. то есть подогреватель воздуха, экономайзер, турбины, конденсаторы, питательные насосы котлов и т. д.
В чем разница между субкритическим и сверхкритическим котлом?
Субкритические и сверхкритические котлы |
|
| Подкритические котлы – это котлы, работающие при температуре до 374°C и давлении 3 208 фунтов на квадратный дюйм (критическая точка воды). | Сверхкритический котел (сверхкритический парогенератор) - это тип котла, который работает в условиях сверхкритического давления. |
| Температура | |
| Подкритические котлы работают при температуре до 374°C. | Котлы сверхкритического давления работают при температурах около 538–565°C. |
| Давление | |
| Подкритические котлы работают при давлении 3 208 psi. | Сверхкритические котлы работают при давлении выше 3 200 psi. |
| Барабаны | |
| Подкритические котлы состоят из барабанов. | Котлы сверхкритического давления не имеют барабана. |
| Формирование пузыря | |
| Пузырькообразование является основным недостатком котлов с докритическими параметрами. | В сверхкритических котлах отсутствует образование пузырей. |
Резюме – Субкритические и сверхкритические котлы
Подкритические и сверхкритические котлы представляют собой две формы парогенераторов, которые используются для производства электроэнергии. Они классифицируются как таковые в зависимости от условий их эксплуатации. Разница между субкритическим и сверхкритическим котлом заключается в том, что субкритические котлы работают при докритическом давлении жидкости, тогда как сверхкритические котлы работают при сверхкритическом давлении жидкости.
Загрузить PDF-версию докритического и сверхкритического котла
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь: Разница между субкритическими и сверхкритическими котлами
