Ključna razlika – podkritični kotel proti superkritičnemu
Kotli so zaprte posode, v katerih se segreva tekočina, največkrat je to voda. Čeprav je temu ime kotel, ni nujno, da tekočina v njem vre. Ogrevana tekočina se uporablja v različnih aplikacijah, vključno z ogrevanjem vode, centralnim ogrevanjem, kuhanjem itd. Takšni sistemi za proizvodnjo pare so subkritični in superkritični kotli. Ključna razlika med podkritičnim in nadkritičnim kotlom je, da podkritični kotli delujejo pri podkritičnem tlaku tekočine, medtem ko superkritični kotli delujejo pri nadkritičnem tlaku tekočine.
Kaj je kritična točka?
Kritična točka snovi je temperatura in tlak, pri katerih se lahko snov hkrati obnaša kot plin in tekočina, zato se plinska in tekoča faza ne razlikujeta. To je zato, ker sta gostoti plinske in tekoče faze na tej točki enaki. Snov, ki obstaja pri temperaturi in tlaku nad svojo kritično točko, je znana kot superkritična tekočina. Snov, ki izstopi pod kritično točko, je znana kot subkritična tekočina. V krivulji faznega ravnotežja je kritična točka končna točka krivulje.
Slika 01: Fazni diagram, ki prikazuje kritično točko vode
Izraz superkritični v superkritičnih kotlih se nanaša na tlake nad kritično točko vode, s katero deluje kotel. Kritična točka vode je pri temperaturi 647 K in tlaku 221 bar (22,1 MPa). Tlaki pod 221 bari so znani kot "podkritični tlak", nad 221 bari pa "superkritični tlak" vode.
Kaj je podkritični kotel?
Podkritični kotli so kotli, ki delujejo pri temperaturah do 374°C in pri tlaku 3208 psi (kritična točka vode). Ti kotli sestavljajo sistem s konstantno končno točko izhlapevanja. Tipičen primer podkritičnega kotla je bobnasti generator pare.
V kotlu se s segrevanjem dvižnih vodov ustvari naravno kroženje tekočine. Mešanica vode in pare, ki zapusti ta dvižni vod, se nato v bobnu loči na vodo in paro. Voda kroži, voda se vrača v dovod uparjalnika skozi spodnje vogale, medtem ko para teče v pregrevalno komoro.
Slika 02: Termoelektrarna
Če je tekočina podvržena naravnemu kroženju, je obseg uporabe omejen na približno 190 barov kot največji tlak v bobnu. Če pa kroženje poteka z obtočno črpalko (znano kot prisilno kroženje), se ta obseg lahko razširi. Do tega podaljšanja pride zaradi fiksiranja končne točke izhlapevanja v bobnu. In prav tako nastavi velikost grelne površine v uparjalniku in v pregrelniku. Velika pomanjkljivost podkritičnega kotla je, da lahko v teh kotlih pride do tvorbe mehurčkov.
Kaj je superkritični kotel?
Superkritični kotel (generator superkritične pare) je vrsta kotla, ki deluje v pogojih superkritičnega tlaka. Ta vrsta kotlov se pogosto uporablja pri pridobivanju električne energije. Za razliko od podkritičnih kotlov pri superkritičnih kotlih ni nastajanja mehurčkov, tekoča voda pa se takoj pretvori v paro.
Superkritični kotel deluje pri temperaturah okoli 538–565 °C in tlakih nad 3200 psi. Superkritični kotel ima sistem s spremenljivo končno točko izhlapevanja. Ti kotli so brez bobna. Izhlapevanje torej poteka z enim samim prehodom skozi uparjalnik. pretok tekočine, večinoma; vode, inducira dovodna črpalka. Zaradi tega lahko sistem deluje pri poljubnem želenem tlaku, kar mu omogoča, da deluje v podkritičnih ali nadkritičnih pogojih. Posledično se končna točka izhlapevanja spreminja. Da bi ohranili te pogoje, se območja uparjalnika in pregrevalnika samodejno prilagajajo zahtevam.
Slika 03: Vodocevni kotel
Ta kotel je imenovan superkritični kotel, ker deluje nad kritičnim tlakom vode, ki je 221 barov. Ker nad kritično točko ni razlike med paro in vodo, voda deluje kot tekočina.
Izven kritične točke vode je latentna toplota uparjanja enaka nič, zato ni bistvene razlike med tekočo in parno fazo vode. Ena glavnih prednosti superkritičnih kotlov je manjša poraba goriva. To povzroča manjšo proizvodnjo toplogrednih plinov. prav tako je mogoče opaziti manjšo porabo vode, ker ni nastajanja mehurčkov.
Kakšne so podobnosti med podkritičnim in nadkritičnim kotlom?
- Osnovni operativni mehanizem/cikel podkritičnega in superkritičnega kotla je enak.
- Razen brezbobnastih uparjalnikov v superkritičnih kotlih so tudi druge konstrukcijske značilnosti enake.
- Tehnike podkritičnega in nadkritičnega kotla uporabljajo podobno opremo in strategije delovanja. predgrelnik zraka, ekonomizator, turbine, kondenzatorji, napajalne črpalke kotlov itd.
Kakšna je razlika med subkritičnim in nadkritičnim kotlom?
Podkritični vs superkritični kotel |
|
| Podkritični kotli so kotli, ki delujejo pri temperaturah do 374°C in pri tlaku 3208 psi (kritična točka vode). | Superkritični kotel (generator superkritične pare) je vrsta kotla, ki deluje v pogojih nadkritičnega tlaka. |
| Temperatura | |
| Podkritični kotli delujejo pri temperaturah do 374°C. | Superkritični kotli delujejo pri temperaturah okoli 538–565°C. |
| Pritisk | |
| Podkritični kotli delujejo pri tlaku 3208 psi. | Superkritični kotli delujejo pri tlaku nad 3200 psi. |
| Bobni | |
| Podkritični kotli so sestavljeni iz bobnov. | Superkritični kotli so brez bobnov. |
| Nastajanje mehurčkov | |
| Nastajanje mehurčkov je velika pomanjkljivost podkritičnih kotlov. | Superkritični kotli ne tvorijo mehurčkov. |
Povzetek – podkritični proti superkritičnemu kotlu
Podkritični in superkritični kotli sta dve obliki generatorjev pare, ki se uporabljata za proizvodnjo električne energije. Ti so razvrščeni kot taki glede na pogoje delovanja. Razlika med podkritičnim in nadkritičnim kotlom je v tem, da podkritični kotli delujejo pri podkritičnem tlaku tekočine, medtem ko superkritični kotli delujejo pri nadkritičnem tlaku tekočine.
Prenesite PDF različico subkritičnega proti superkritičnega kotla
Različico PDF tega članka lahko prenesete in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombo o citiranju. Prenesite PDF različico tukaj: Razlika med podkritičnim in nadkritičnim kotlom
