Паровые котлы

Производственно-отопительные котлы служат для получения пара или перегретой воды и обычно имеют давление не более 13 ати и производительность до 10 т/час. Энергетические котлы снабжают паром силовые установки, вырабатывающие главным образом электрическую энергию. Обычно величина давления пара в энергетических котлах превышает 15 ати, а производительность бывает выше 10 т/час. В условиях строительства в качестве энергетических котлов используются котлы со значительно меньшей производительностью и с давлением до 13 ати. Паровые котлы наполняются водой не полностью. Над уровнем воды остается пространство, заполненное паром.

Поверхность уровня воды носит название зеркала испарения. Вода в паровых котлах всегда перегрета, и котлы являются взрывоопасными.

Известно, что с повышением давления температура кипения воды увеличивается: при давлении 1 ат вода кипит при температуре 99,1°; при давлении 5 ат при 151,11°. Если внезапно снизить давление в котле с 5 до 1 ат, то температура кипения воды понизится до 99,1° и каждый килограмм воды выделит избыток тепла Q = 151,9999,1=52,01 ккал, что повлечет за собой мгновенное парообразование и взрыв котла. В большинстве случаев взрыв котлов происходит по причинам: а) повышения давления пара сверх предельно допустимого, что приводит к нарушению целости котла и соединению его внутреннего объема с атмосферой, в результате чего происходит мгновенное парообразование, носящее характер взрыва; взрывная сила котлов с большим объемом воды может привести к очень большим разрушениям; б) местного перегрева стенок котла из-за наличия на его внутренней поверхности толстого слоя накипи и, как следствие этого, ухудшения теплопередачи, что приводит к перегреву стенок, в результате чего появляются выпучины и нарушается целость стенок; в) понижения уровня воды в котле ниже огневой линии, вследствие чего горячие дымовые газы обогревают паровой объем котла и перегревают в этих местах стенки котла, что приводит к нарушению их целости; перегрев стенок парового пространства котла происходит в результате меньшего коэффициента теплопередачи от стенок к пару по сравнению с коэффициентом теплопередачи от стенок к воде.