Pagrindinis skirtumas – subkritinis ir superkritinis katilas
Katilai yra uždari indai, kuriuose kaitinamas skystis, dažniausiai vanduo. Nors šio katilo pavadinimas yra katilas, skystis jame nebūtinai verda. Šildomas skystis naudojamas įvairiose srityse, įskaitant vandens šildymą, centrinį šildymą, maisto ruošimą ir kt. Subkritiniai ir superkritiniai katilai yra tokios garą generuojančios sistemos. Pagrindinis skirtumas tarp subkritinio ir superkritinio katilo yra tas, kad subkritiniai katilai veikia esant subkritiniam skysčio slėgiui, o superkritiniai katilai veikia esant superkritiniam skysčio slėgiui.
Kas yra svarbiausias taškas?
Kritinis medžiagos taškas yra temperatūra ir slėgis, kuriems esant ta medžiaga vienu metu gali elgtis kaip dujos ir skystis, todėl susidaro neatskiriamos dujų ir skysčio fazės. Taip yra todėl, kad šiuo metu dujų fazės ir skystosios fazės tankis yra lygus. Medžiaga, kuri egzistuoja esant temperatūrai ir slėgiui virš kritinio taško, yra žinoma kaip superkritinis skystis. Medžiaga, kuri išsiskiria žemiau kritinio taško, yra žinoma kaip subkritinis skystis. Fazių pusiausvyros kreivėje kritinis taškas yra kreivės pabaigos taškas.
01 paveikslas: fazių diagrama, rodanti kritinį vandens tašką
Sąvoka „superkritinis“superkritiniuose katiluose reiškia slėgį, viršijantį katilo eksploatavimo kritinį vandens tašką. Kritinis vandens taškas yra esant 647 K temperatūrai ir 221 baro (22,1 MPa) slėgiui. Žemesnis nei 221 baro slėgis vadinamas „subkritiniu slėgiu“, o didesnis nei 221 baras – „superkritiniu vandens slėgiu“.
Kas yra subkritinis katilas?
Subkritiniai katilai yra katilai, kurie veikia iki 374°C temperatūroje ir esant 3 208 psi slėgiui (kritinis vandens taškas). Šie katilai sudaro sistemą su pastoviu garavimo tašku. Tipiškas subkritinio katilo pavyzdys yra būgno tipo garo generatorius.
Katilo viduje natūrali skysčio cirkuliacija sukuriama kaitinant stovus. Tada iš šio stovo išeinantis vandens ir garų mišinys būgne padalomas į vandenį ir garus. Vanduo cirkuliuoja, vanduo grįžta į garintuvo įleidimo angą per apatinius kampus, o garai teka į perkaitintuvo kamerą.
02 pav.: šiluminė elektrinė
Jei leidžiama skysčiui natūraliai cirkuliuoti, taikymo diapazonas yra apribotas iki maždaug 190 barų, kaip didžiausias būgno slėgis. Bet jei cirkuliacija atliekama naudojant cirkuliacinį siurblį (vadinamą priverstine cirkuliacija), šis diapazonas gali būti išplėstas. Šis išplėtimas įvyksta dėl garavimo galinio taško fiksavimo būgne. Be to, jis nustato garintuve ir perkaitintuve esančio kaitinimo paviršiaus dydį. Pagrindinis subkritinio katilo trūkumas yra tai, kad šiuose katiluose gali susidaryti burbuliukai.
Kas yra superkritinis katilas?
Superkritinis katilas (superkritinis garo generatorius) yra katilo tipas, veikiantis esant superkritiniam slėgiui. Šio tipo katilai dažnai naudojami elektros energijos gamybai. Skirtingai nei subkritiniuose katiluose, superkritiniuose katiluose burbuliukai nesusidaro, o skystas vanduo iš karto virsta garais.
Superkritinis katilas veikia esant maždaug 538–565 °C temperatūrai ir didesniam nei 3 200 psi slėgiui. Superkritinis katilas turi sistemą su kintamu garavimo galu. Šie katilai yra be būgnų. Vadinasi, garinimas vyksta vienu praėjimu per garintuvą. Skysčio srautas, dažniausiai; vandens, sukelia tiekimo siurblys. Tai leidžia sistemai veikti esant bet kokiam norimam slėgiui, o tai leidžia valdyti sistemą subkritinėmis arba superkritinėmis sąlygomis. Dėl to garavimo galutinis taškas skiriasi. Be to, siekiant išlaikyti šias sąlygas, garintuvo ir šildytuvo zonos automatiškai prisitaiko pagal reikalavimus.
03 pav. Vandens vamzdinis katilas
Šis katilas pavadintas superkritiniu katilu, nes jis veikia virš kritinio vandens slėgio, kuris yra 221 baras. Kadangi virš kritinio taško nėra skirtumo tarp garų ir vandens, vanduo veikia kaip skystis.
Už kritinio vandens taško latentinė garavimo šiluma yra lygi nuliui, todėl nėra didelio skirtumo tarp vandens skystosios fazės ir garų fazės. vienas iš pagrindinių superkritinių katilų privalumų yra mažesnės kuro sąnaudos. Dėl to sumažėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų gamyba. ir dėl to, kad nesusidaro burbuliukai, galima pastebėti mažiau vandens suvartojimo.
Kokie yra subkritinio ir superkritinio katilo panašumai?
- Pagrindinis subkritinio ir superkritinio katilo veikimo mechanizmas/ciklas yra tas pats.
- Išskyrus garintuvus be būgnų superkritiniuose katiluose, kitos konstrukcinės savybės taip pat yra tokios pačios.
- Subkritinio ir superkritinio katilo technikose naudojama panaši įranga ir strategijos. t.y. oro pašildytuvas, ekonomaizeris, turbinos, kondensatoriai, katilo tiekimo siurbliai ir kt.
Kuo skiriasi subkritinis ir superkritinis katilas?
Subkritinis vs superkritinis katilas |
|
| Subkritiniai katilai yra katilai, veikiantys iki 374°C temperatūroje ir esant 3,208 psi slėgiui (kritinis vandens taškas). | Superkritinis katilas (superkritinis garo generatorius) yra katilo tipas, veikiantis esant superkritiniam slėgiui. |
| Temperatūra | |
| Subkritiniai katilai eksploatuojami iki 374°C temperatūroje. | Superkritiniai katilai eksploatuojami maždaug 538–565°C temperatūroje. |
| Slėgis | |
| Subkritiniai katilai eksploatuojami esant 3,208 psi slėgiui. | Superkritiniai katilai veikia esant didesniam nei 3 200 psi slėgiui. |
| Būgnai | |
| Subkritiniai katilai sudaryti iš būgnų. | Superkritiniai katilai neturi būgnų. |
| Burbulo susidarymas | |
| Burbulų susidarymas yra pagrindinis subkritinių katilų trūkumas. | Nėra burbulų susidarymo superkritiniuose katiluose. |
Santrauka – subkritinis ir superkritinis katilas
Subkritiniai ir superkritiniai katilai yra dviejų tipų garo generatoriai, naudojami elektros gamybai. Jie skirstomi į kategorijas, atsižvelgiant į jų veikimo sąlygas. Skirtumas tarp subkritinio ir superkritinio katilo yra tas, kad subkritiniai katilai veikia esant subkritiniam skysčio slėgiui, o superkritiniai katilai veikia esant superkritiniam skysčio slėgiui.
Atsisiųskite Subcritical vs Supercritical Boiler PDF versiją
Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatos pastaboje. Atsisiųskite PDF versiją čia: Skirtumas tarp subkritinio ir superkritinio katilo
