Galvenā atšķirība - subkritiskais un virskritiskais katls
Katli ir slēgti trauki, kuros tiek uzkarsēts šķidrums, lielākoties tas ir ūdens. Lai gan šī katla nosaukums ir katls, šķidrums tajā ne vienmēr vārās. Apsildāmo šķidrumu izmanto dažādos lietojumos, tostarp ūdens sildīšanā, centrālapkurē, ēdiena gatavošanā utt. Subkritiskie un superkritiskie katli ir šādas tvaika ģenerēšanas sistēmas. Galvenā atšķirība starp subkritisko un superkritisko katlu ir tāda, ka subkritiskie katli darbojas ar šķidruma subkritisko spiedienu, savukārt superkritiskie katli darbojas ar šķidruma superkritisko spiedienu.
Kas ir kritiskais punkts?
Vielas kritiskais punkts ir temperatūra un spiediens, kurā šī viela vienlaikus var darboties kā gāze un šķidrums, tādējādi rodas neatšķiramas gāzes un šķidruma fāzes. Tas ir tāpēc, ka gāzes fāzes un šķidrās fāzes blīvums šajā brīdī ir vienāds. Vielu, kas pastāv temperatūrā un spiedienā virs kritiskā punkta, sauc par superkritisku šķidrumu. Vielu, kas iziet zem kritiskā punkta, sauc par subkritisku šķidrumu. Fāzes līdzsvara līknē kritiskais punkts ir līknes beigu punkts.
Attēls 01: fāzes diagramma, kurā parādīts ūdens kritiskais punkts
Jēdziens superkritiskais superkritiskajos katlos attiecas uz spiedienu virs ūdens kritiskā punkta, kurā katls tiek darbināts. Ūdens kritiskais punkts ir 647 K temperatūrā un 221 bāra (22,1 MPa) spiedienā. Spiediens, kas mazāks par 221 bāru, ir pazīstams kā “subkritiskais spiediens”, un virs 221 bar ir ūdens “superkritiskais spiediens”.
Kas ir subkritiskais katls?
Subkritiskie katli ir katli, kas darbojas temperatūrā līdz 374°C un spiedienā 3208 psi (ūdens kritiskais punkts). Šie katli veido sistēmu ar nemainīgu iztvaikošanas beigu punktu. Tipisks subkritiskā katla piemērs ir trumuļa tipa tvaika ģenerators.
Katla iekšpusē šķidruma dabiskā cirkulācija tiek ģenerēta, sildot stāvvadus. Ūdens un tvaika maisījums, kas iziet no šī stāvvada, tiek sadalīts ūdenī un tvaikā tvertnē. Ūdens tiek cirkulēts, ūdens caur leju stūriem atgriežas iztvaicētāja ieplūdē, kamēr tvaiks ieplūst pārsildītāja kamerā.
Attēls 02: termoelektrostacija
Ja šķidrumam ir atļauta dabiskā cirkulācija, lietošanas diapazons ir ierobežots līdz aptuveni 190 bāriem kā maksimālais cilindra spiediens. Bet, ja cirkulācija tiek veikta, izmantojot cirkulācijas sūkni (pazīstama kā piespiedu cirkulācija), šo diapazonu var paplašināt. Šis pagarinājums notiek tāpēc, ka tvertnē ir fiksēts iztvaikošanas galapunkts. Turklāt tas nosaka sildīšanas virsmas izmēru iztvaicētājā un supersildītājā. Būtisks subkritiskā katla trūkums ir tas, ka šajos katlos var veidoties burbuļi.
Kas ir superkritiskais katls?
Superkritiskais katls (superkritiskais tvaika ģenerators) ir katla veids, kas darbojas superkritiskā spiediena apstākļos. Šāda veida katlus bieži izmanto elektroenerģijas ražošanā. Atšķirībā no subkritiskajiem katliem, superkritiskajos katlos neveidojas burbuļi, un šķidrais ūdens nekavējoties pārvēršas tvaikā.
Superkritiskais katls darbojas aptuveni 538–565°C temperatūrā un spiedienā virs 3200 psi. Superkritiskajam katlam ir sistēma ar mainīgu iztvaikošanas galapunktu. Šie katli ir bez cilindra. Tādējādi iztvaikošana notiek ar vienu iztvaicētāju. Šķidruma plūsma, lielāko daļu reižu; ūdens, ko izraisa padeves sūknis. Tas padara sistēmu darbināmu jebkurā vēlamajā spiedienā, ļaujot tai darbināt sistēmu subkritiskos vai superkritiskos apstākļos. Rezultātā iztvaikošanas galapunkts mainās. Un arī, lai uzturētu šos apstākļus, iztvaicētāja un pārsildītāja zonas automātiski pielāgojas atbilstoši prasībām.
03. attēls: ūdens caurules katls
Šis katls ir nosaukts par superkritisko katlu, jo tas darbojas virs ūdens kritiskā spiediena, kas ir 221 bārs. Tā kā virs kritiskā punkta nav atšķirības starp tvaiku un ūdeni, ūdens darbojas kā šķidrums.
Pārsniedzot ūdens kritisko punktu, latentais iztvaikošanas siltums ir nulle, un līdz ar to nav būtiskas atšķirības starp ūdens šķidro fāzi un tvaika fāzi. viena no galvenajām superkritisko katlu priekšrocībām ir mazāks degvielas patēriņš. Tas samazina siltumnīcefekta gāzu veidošanos. un arī, jo neveidojas burbuļi, var novērot mazāku ūdens patēriņu.
Kādas ir līdzības starp subkritisko un superkritisko katlu?
- Subkritiskā un virskritiskā katla pamatdarbības mehānisms/cikls ir vienāds.
- Izņemot iztvaicētājus bez tvertnēm superkritiskajos katlos, arī citas konstrukcijas īpašības ir tādas pašas.
- Gan subkritiskā, gan virskritiskā katla tehnoloģijās tiek izmantotas līdzīgas iekārtas un stratēģijas. t.i., gaisa priekšsildītājs, ekonomaizers, turbīnas, kondensatori, katlu padeves sūkņi utt.
Kāda ir atšķirība starp subkritisko un superkritisko katlu?
Subkritiskais un superkritiskais katls |
|
| Subkritiskie katli ir katli, kas darbojas temperatūrā līdz 374°C un spiedienā 3,208 psi (ūdens kritiskais punkts). | Superkritiskais katls (superkritiskais tvaika ģenerators) ir katla veids, kas darbojas superkritiskā spiediena apstākļos. |
| Temperatūra | |
| Subkritiskie katli tiek darbināti temperatūrā līdz 374°C. | Superkritiskie katli tiek darbināti aptuveni 538–565°C temperatūrā. |
| Spiediens | |
| Subkritiskie katli tiek darbināti ar spiedienu 3, 208 psi. | Superkritiskie katli tiek darbināti ar spiedienu virs 3200 psi. |
| Bungas | |
| Subkritiskie katli sastāv no cilindriem. | Superkritiskie apkures katli ir bez cilindra. |
| Burbuļu veidošanās | |
| Burbuļu veidošanās ir būtisks trūkums subkritiskajos katlos. | Nav burbuļu veidošanās superkritisko katlu. |
Kopsavilkums - subkritiskais un virskritiskais katls
Subkritiskie un superkritiskie katli ir divu veidu tvaika ģeneratori, ko izmanto elektroenerģijas ražošanai. Tie tiek klasificēti kā tādi, pamatojoties uz to darbības apstākļiem. Atšķirība starp subkritisko un superkritisko katlu ir tāda, ka subkritiskie katli darbojas ar šķidruma subkritisko spiedienu, savukārt superkritiskie katli darbojas ar šķidruma superkritisko spiedienu.
Lejupielādēt PDF versiju Subcritical vs Supercritical Boiler
Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistē saskaņā ar atsauces piezīmi. Lūdzu, lejupielādējiet PDF versiju šeit: Atšķirība starp subkritisko un superkritisko katlu
