Regels voor het ontwerp en de veilige werking van stoomketels

Een stoomketel is een van de oudste apparaten voor het omzetten van thermische energie in mechanisch werk, waarbij de werkvloeistof waterstoom is. Het ontwerp van stoomketels is al honderden jaren niet veranderd. Per definitie is dit een apparaat dat is ontworpen om waterdamp met een hoog potentieel te produceren. De markt biedt een groot aantal verschillende modellen met verschillende ontwerpen, die zowel in het dagelijks leven als in de industrie worden gebruikt. In dit artikel maken we kennis met het werkingsprincipe, de bedieningsregels en het toepassingsgebied van stoomketels.

Werkingsprincipe en apparaat

Het basisprincipe van de werking van stoomketels van verschillende typen is ongewijzigd en eenvoudig: water wordt verwarmd in een gesloten volume en omgezet in waterdamp, die vervolgens wordt gebruikt om nuttig werk te verrichten. De energiebron voor verwarming kan de energie van de zon, de aarde of meer traditioneel gas, vaste brandstof of elektriciteit zijn.

Afhankelijk van het doel wordt de geproduceerde stoom verdeeld in twee soorten: verzadigd en oververhit. Verzadigde stoom wordt gekenmerkt door een temperatuur van ongeveer 100°C en een druk binnen één atmosfeer. Het wordt gegenereerd door huishoudelijke ketels en wordt voornamelijk gebruikt in verwarmingssystemen van particuliere huizen.

Oververhitte stoom is een energiebron met een hoog potentieel, met temperaturen tot 500°C en een druk tot 260 atmosfeer. Toepassingsgebied van oververhitte stoom: industriële installaties en energie - rotatie van turbines in thermische en kerncentrales. Installaties die oververhitte stoom produceren, kenmerken zich door een hoger rendement.

De verschillende soorten apparaten zijn identiek en verschillen slechts op kleine details. In de eerste fase vindt de verplichte fase plaats van het zuiveren van water van metaalzouten en overtollige zuurstof. Dit is nodig om de vorming van kalkaanslag en corrosie van ketelelementen te voorkomen. Roest en aanslag verminderen de efficiëntie van het apparaat aanzienlijk en kunnen het in sommige gevallen volledig onbruikbaar maken.

Gezuiverd water wordt toegevoerd aan een speciale tank, van waaruit het via een pijpleiding naar de collector in het onderste gedeelte gaat, waar de verwarmingszone zich bevindt. Hier wordt het water verwarmd tot 100°C en ontstaat er waterdamp, die zelfstandig door de leidingen opstijgt.

De resulterende stoom bevat een grote hoeveelheid vocht en is niet geschikt voor gebruik, dus de volgende stap is het drogen van de werkvloeistof. De gedroogde stoom komt de stoomleiding binnen voor het beoogde gebruik.

Om oververhitte stoom te produceren, wordt in industriële ketels in de laatste fase bovendien verzadigde stoom in de stoomleiding verwarmd om de temperatuur en druk tot gespecificeerde limieten te verhogen.

Alle stoomketels werken volgens het hierboven beschreven principe; de ​​verschillen in het apparaat zitten alleen in de grootte van het apparaat, het type en de locatie van de collector, de aanwezigheid van zekeringen, de complexiteit van de automatisering en het type brandstof die voor de werking wordt gebruikt.

Regels voor de werking van stoom- en heetwaterketels

Een stoomketel is een apparaat dat onder druk werkt en behoort tot risicovolle installaties. Bij verkeerd gebruik zijn thermische brandwonden door oververhitte stoom mogelijk, en in uitzonderlijke gevallen een explosie van de gehele installatie.

Tijdens het gebruik is het belangrijk om de bedieningsregels van de apparaten strikt te volgen, voorgeschreven door de fabrikant en wettelijke documenten.

BELANGRIJK! Installatie en periodiek onderhoud mogen uitsluitend worden uitgevoerd door gecertificeerde specialisten.

De belangrijkste redenen voor mislukking zijn volgens de statistieken:

• waterbehandeling van slechte kwaliteit, wat leidt tot verhoogde corrosie van elementen en een aanzienlijke vermindering van de efficiëntie ervan;
• gebrek aan periodieke aflezing van de brandstofverbrandingskamer;
• onjuiste automatiseringsinstellingen.

De aanwezigheid van veiligheidsvoorzieningen en automatisering van de besturing, afhankelijk van professionele installatie en configuratie, maakt moderne stoomketels veilige apparaten.

Typen en toepassingsgebied

Stoomketels zijn, afhankelijk van hun toepassingsgebied, onderverdeeld in twee grote klassen: huishoudelijk en industrieel.

Huishoudelijke apparaten genereren verzadigde waterdamp, die wordt gebruikt als koelmiddel voor verwarmingssystemen. In de regel werken dergelijke systemen op vaste of vloeibare brandstof.

Industriële ketels gebruiken oververhitte stoom onder hoge druk, wat de efficiëntie van de apparaten aanzienlijk verhoogt. Steenkool, stookolie, gas of atoomvervalenergie worden gebruikt als brandstof voor industriële installaties.

Industriële exemplaren worden gebruikt in de elektrische energie-industrie, productie, constructie, enz. Deze apparaten kunnen de basis van de industrie worden genoemd. Hier zijn slechts enkele voorbeelden van industriële toepassingen:

• stomen van betonconstructies;
• sterilisatie en desinfectie in de voedingsindustrie;
• elektriciteitsopwekking;
• het aandrijven van actuatoren van werktuigmachines en mechanismen.