Котао
 Ово је главно значење појма Котао. За друга значења, в. Котао (разврставање). |
Котао је велика посуда која служи за загријавање воде, производњу водене паре, дестилацију и слично. Парни котао уобичајени је назив за све уређаје и постројења за производњу водене паре, а такви се уређаји данас, због најчешће сложене конструкције, исправније називају и генераторима паре. Добивена пара одређене је температуре и тлака те се примјењује за погон парних турбина и стројева у термоелектранама, бродовима, за централно гријање, за технолошке процесе у индустрији и слично. Парни се котлови разликују према начину оптока мјешавине воде и паре, врсти провјетравања, положају цијеви у котлу и друго, но у основи се дијеле према медију што пролази њиховим цијевима на ватроцијевне (с огрјевним ватреним или димним цијевима) и на водоцијевне (с водним цијевима). [1]
Подјела котлова
[уреди | уреди извор]Парни котлови су котлови који служе за производњу водене паре, коју касније користе потрошачи, било за гријање, у гријачима или за погон у парним стапним стројевима и турбинама. Постоји више врста парних котлова,различитих по изгледу, намјени,тлаку, температури.
Прва подјела котлова је према радном тлаку на:
- нискотлачне (до 7 бара),
- средњетлачне (до 22 бара),
- високотлачне (преко 22 бара).
По врсти водене паре коју производе на котлове:
- мокру пару,
- сухозасићену пару,
- прегријану пару.
По количини произведене паре на котлове:
- малог учина или капацитета,
- средњег учина,
- великог учина.
По својим конструкцијским особинама имамо подјелу на двије основне скупине:
- ватроцијевни котлови. У ватроцијевном котлу плинови изгарања пролазе кроз цијеви, а вода оплакује цијеви и тако се загријава. Такав је цилиндрични или шкотски котао, грађен у облику челичнога бубња у којем се налази вода, а кроза њ пролазе до четири валовите цијеви (пламенице) у којима изгара гориво. Осим код парних котлова с једним проласком димних плинова, обично свака пламеница завршава пламеном или повратном комором, из које много огрјевних цијеви (ватроцијеви) кроз котао води плинове изгарања у димну комору на његовој предњој страни и даље у димњак. Постоје и комбинирани цилиндрични котлови који имају и водне цијеви (Прудхон-Цапусов и Хоwден-Јохнсонов котао). Цилиндрични су котлови једноставне конструкције, неосјетљиви на нечисту воду и лако се чисте, а граде се само за ниске тлакове. Примјењују се на бродовима с парним стапним стројевима и као помоћни котлови на танкерима.
- водоцијевни котлови. Водоцијевни парни котао с водом у цијевима и врућим плиновима изгарања око њих може бити изведен као косоцијевни и стрмоцијевни. Ти се котлови данас примјењују за захтјевније намјене, на примјер за производњу паре у пријевозу, индустрији и енергетици, па је развијено више конструкција (Бенсонов, Ла Монтов, Лöффлеров котао и други), које се разликују по својствима паре (с тлаковима чак већима од 300 бара и температурама прегријавања паре и већима од 600 °Ц), по капацитету, по гориву, које може бити угљен, угљена прашина, капљевита горива, плиновита горива, кућански, индустријски или пољопривредни отпад. Како би се постигла што боља претворба енергије те омогућио поузданији рад парних постројења, уз котлове већих учинака прикључују се додатни дијелови, као што су прегријач паре, загријач појне воде, загријач зрака.
По гориву које употребљавају, то јест врсти ложишта:
Према смјеру струјања паре кроз парну турбину:
- аксијални и
- радијални.
Према дјеловању паре на роторске лопатице:
- акционе и
- реакционе.
Према намјени:
- протутлачне,
- кондензацијске,
- с одузимањем.
Котао за централно гријање
[уреди | уреди извор]Котао за централно гријање може бити изведен било за загријавање воде, или пак за добивање паре ниског или високог тлака. Високотлачно парно гријање изводи се ријетко, то јест само онда када је потребна већа температура огрјевних тијела. Нискотлачни котлови производе пару с највећим тлаком од 0,3 до 0,4 бара. Котлови за гријање воде и за производњу паре нискога тлака углавном су исте конструкције, а изводе се као ватроцијевни или водоцијевни, од челичнога су лима или су састављени од дијелова начињених од лијевана жељеза. Могу се ложити угљеном, дрвима, уљем за ложење или природним плином. Котлови имају прописане сигурносне уређаје; код нискотлачних котлова то је вертикална цијев, с доње стране уроњена у воду у котлу, а с горње отворена. Висина те цијеви одређује највећи тлак у котлу, а у случају његова прекорачења вода се аутоматски избацује из цијеви и пара кроз њу излази, смањујући тлак у котлу (сигурносни вентил).
Повијест
[уреди | уреди извор]Иако је било покушаја искориштавања водене паре за стројну употребу и раније (нпр. Хелиогабалова сфера), стварна употреба паре почиње тек крајем XVII. стољећа. Тада се пара почиње употребљавати за производњу механичке енергије, а котао као уређај за производњу паре. Први котлови су били врло примитивни, сличили су данашњем експрес лонцу, испод којих је било отворено ложиште, у којем је изгарало дрво или угљен.
Побољшавањем првих изведби, точније, негдје око 1812. године направљена је прва изведба цилиндричног (Цорнwаллског) котла, ватроцијевног котла, који је значио један велики искорак у производњи паре. Цорнwаллски котлови су се употребљавали за производњу паре за жељезницу. Модернизирани котлови ватроцијевног типа данас су још увијек у употреби, а познати су под именом шкотски котао.
Крајем XVIII. стољећа, побољшава се изведба котлова и први пут се производе водоцијевни котлови, нови тип котла који има пуно већи ступањ искориштења од ватроцијевног котла. 1867. године Георге Бабцоцк и Степхен Wилцоx су произвели котао којему је умјесто плинова, цијевима пролазила вода која се загријавала. То је омогућило смањење величине котла, бољу измјену топлине, мању количину воде у суставу, дакле свеукупно и мање трошкове. Врло брзо нови тип котла је прузео примат у употреби, а име Бабцоцк-Wилкоx је постало синоним за водоцијевни котао.
Успоредо с развојем котла, развијао се и сустав горива за котао. У почетку то је било дрво, које је касније замјењено угљеном, који има већу огријевну моћ. У XX. стољећу, угљен се замијенио текућим горивима, која су данас основа врста горива за парне котлове. Након другог свијетског рата, долази до употребе парног котла у суставу нуклеарних централа, гдје се вода претвара у пару топлином коју ослободи атомска енергија.
Материјали котла и дијелови
[уреди | уреди извор]
При изради котла користе се разни материјали овисно о захтијеваним својствима материјала. Врста материјала овиси о дијелу котла о којем се ради. Главни дијелови котла су:
- ложиште с гориоником
- парни дио,
- водени дио,
- прегријачи паре,
- економајзер (загријач воде),
- парни бубањ,
- сигурносни вентил,
- зрачни и димоводни канали,
- напојна пумпа генератора паре,
- парни кондензатор.
Само тијело котла с ложиштем и цијевном плочом, те воденим и парним домовима је најчешће направљено од угљичних челика, нехрђајучих челика и лијеваног жељеза. Облога котла је најчешће направљена од топлинске изолације, а за изолацију ложишта се најчешће употребљавају шамотне опеке. На котлу се могу наћи:
- горионик - уређај за изгарање, то јест производњу топлине (горионик за текуће гориво, горионик за угљен, горионик за плин),
- сигурносни вентили - спријечава прекомјеран пораст тлака у котлу и његову експлозију,отвара се и испушта сувишак паре у атмосферу,
- нивокази или водокази - показују разину воде у котлу,
- вентили испуста на дну котла (одмуљивач),
- главни запорни вентил,
- напојни вентил - неповратни вентил на линији напојне воде,
- вентил за одзрачивање (деаератор вентил),
- вентил за отпјењивање,
- манометри,
- сензори аутоматике,
- поклопци за преглед и чишћење,
- плочица с именом и подацима.
Сисаљке које служе при раду котла дијеле се на :
- напојне - служе за добаву воде у котао,
- циркулацијске - служе за кружење воде у котлу.
Каменац или котловац
[уреди | уреди извор]Посебан је проблем у котловима, без обзира на њихову врсту, котловац или каменац, минерални талог (углавном калцијев карбонат) који се гријањем излучује из воде; накупља се као кора на унутарњим стијенкама котлова и цијеви, што може изазвати пуцање стијенки и експлозију.
Везе
[уреди | уреди извор]- Ватроцијевни котао
- Водоцијевни котао
- Парни кондензатор
- Измјењивачи топлине
- Парна машина
- Парна турбина
- Ињектор
