Kulcs különbség – Szubkritikus vs szuperkritikus kazán
A kazánok zárt edények, amelyekben folyadékot melegítenek, legtöbbször víz. Annak ellenére, hogy kazán a neve, a folyadék nem feltétlenül forr benne. A felmelegített folyadékot különféle alkalmazásokban használják, beleértve a vízmelegítést, a központi fűtést, a főzést stb. A szubkritikus és szuperkritikus kazánok ilyen gőzfejlesztő rendszerek. A fő különbség a szubkritikus és a szuperkritikus kazán között az, hogy a szubkritikus kazánok a folyadék szubkritikus nyomásán, míg a szuperkritikus kazánok a folyadék szuperkritikus nyomásán működnek.
Mi a kritikus pont?
Az anyag kritikus pontja az a hőmérséklet és nyomás, amelyen az anyag egyidejűleg gázként és folyadékként tud viselkedni, ezért megkülönböztethetetlen gáz- és folyadékfázisok lépnek fel. Ennek az az oka, hogy a gázfázis és a folyadékfázis sűrűsége ezen a ponton egyenlő. A kritikus pontja feletti hőmérsékleten és nyomáson létező anyagot szuperkritikus folyadéknak nevezik. A kritikus pontja alatt távozó anyagokat szubkritikus folyadéknak nevezik. A fázisegyensúlyi görbében a kritikus pont a görbe végpontja.
01. ábra: A víz kritikus pontját mutató fázisdiagram
A szuperkritikus kazánokban a szuperkritikus kifejezés a víz kritikus pontja feletti nyomásra utal, amely alatt a kazán működik. A víz kritikus pontja 647 K hőmérsékleten és 221 bar (22,1 MPa) nyomáson van. A 221 bar alatti nyomást „szubkritikus nyomásnak”, a 221 bar feletti nyomást pedig „szuperkritikus nyomásnak” nevezzük.
Mi az a szubkritikus kazán?
A szubkritikus kazánok olyan kazánok, amelyek legfeljebb 374°C hőmérsékleten és 3208 psi (a víz kritikus pontja) nyomáson működnek. Ezek a kazánok állandó párolgási végpontú rendszert alkotnak. A szubkritikus kazánok tipikus példája a dob típusú gőzfejlesztő.
A kazán belsejében a folyadék természetes keringése a felszálló vezetékek felfűtésével jön létre. Az ebből a felszállóból kilépő víz és gőz keveréket ezután vízre és gőzre választják a dobban. A víz keringetett, a víz az alsó sarkokon keresztül visszatér az elpárologtató bemenetéhez, miközben a gőz a túlhevítő kamrájába áramlik.
02. ábra: Hőerőmű
Ha a folyadékot engedik természetes keringésnek, az alkalmazási tartomány körülbelül 190 bar-ra korlátozódik, mint a maximális dobnyomás. De ha a keringtetés keringtető szivattyúval történik (más néven kényszerkeringtetés), ez a tartomány kiterjeszthető. Ez a meghosszabbítás a párolgás végpontjának a dobban való rögzítése miatt következik be. Ezenkívül beállítja a fűtőfelület méretét az elpárologtatóban és a túlmelegítőben. A szubkritikus kazán egyik fő hátránya, hogy ezekben a kazánokban buborékképződés fordulhat elő.
Mi az a szuperkritikus kazán?
A szuperkritikus kazán (szuperkritikus gőzfejlesztő) egy olyan típusú kazán, amely szuperkritikus nyomásviszonyok között működik. Az ilyen típusú kazánokat gyakran használják villamosenergia-termelésre. A szubkritikus kazánokkal ellentétben a szuperkritikus kazánokban nem képződik buborék, és a folyékony víz azonnal gőzzé alakul.
A szuperkritikus kazán 538–565°C körüli hőmérsékleten és 3200 psi feletti nyomáson működik. A szuperkritikus kazán változó párolgási végponttal rendelkezik. Ezek a kazánok dob nélküliek. Ezért a párolgás egyetlen áthaladáskor megy végbe az elpárologtatón. A folyadék áramlása, legtöbbször; vizet, a tápszivattyú indukálja. Ezáltal a rendszer bármilyen kívánt nyomáson üzemeltethető, lehetővé téve a rendszer működtetését akár szubkritikus, akár szuperkritikus körülmények között. Ennek eredményeként a párolgási végpont változik. Ezen túlmenően, ezen feltételek fenntartása érdekében az elpárologtató és a túlhevítő területe automatikusan beáll a követelményeknek megfelelően.
03. ábra: Vízcsöves kazán
Ezt a kazánt szuperkritikus kazánnak nevezték el, mert a víz kritikus nyomása, azaz 221 bar felett üzemel. Mivel a kritikus pont felett nincs különbség gőz és víz között, a víz folyadékként működik.
A víz kritikus pontján túl a párolgási hő rejtett hője nulla, ezért nincs jelentős különbség a víz folyékony fázisa és gőzfázisa között. A szuperkritikus kazánok egyik fő előnye a kisebb tüzelőanyag-fogyasztás. Ez csökkenti az üvegházhatású gázok termelését. és a buborékképződés hiánya miatt kevesebb vízfogyasztás figyelhető meg.
Mi a hasonlóság a szubkritikus és szuperkritikus kazán között?
- A szubkritikus és szuperkritikus kazán alapvető működési mechanizmusa/ciklusa ugyanaz.
- A szuperkritikus kazánok dob nélküli elpárologtatói kivételével más szerkezeti jellemzők is megegyeznek.
- Mind a szubkritikus, mind a szuperkritikus kazán technikái hasonló berendezéseket és stratégiákat használnak működés közben. azaz levegő előmelegítő, ekonomizátor, turbinák, kondenzátorok, kazántápszivattyúk stb.
Mi a különbség a szubkritikus és szuperkritikus kazán között?
Szubkritikus vs szuperkritikus kazán |
|
| A szubkritikus kazánok olyan kazánok, amelyek legfeljebb 374°C hőmérsékleten és 3,208 psi nyomáson (a víz kritikus pontja) működnek. | A szuperkritikus kazán (szuperkritikus gőzfejlesztő) egy olyan típusú kazán, amely szuperkritikus nyomásviszonyok között működik. |
| Hőmérséklet | |
| A szubkritikus kazánok legfeljebb 374°C hőmérsékleten üzemelnek. | A szuperkritikus kazánokat 538–565°C körüli hőmérsékleten üzemeltetik. |
| Nyomás | |
| A szubkritikus kazánok 3,208 psi nyomáson működnek. | A szuperkritikus kazánok 3200 psi feletti nyomáson működnek. |
| Dobok | |
| A szubkritikus kazánok dobokból állnak. | A szuperkritikus kazánok dob nélküliek. |
| Buborékképződés | |
| A buborékképződés jelentős hátránya a szubkritikus kazánoknak. | Nincsenek buborékképződő szuperkritikus kazánok. |
Összefoglaló – Szubkritikus vs szuperkritikus kazán
A szubkritikus és szuperkritikus kazánok a gőzfejlesztők két formája, amelyeket villamosenergia-termelésre használnak. Ezeket működési körülményeik alapján ilyen kategóriába sorolják. A szubkritikus és szuperkritikus kazánok közötti különbség az, hogy a szubkritikus kazánok a folyadék szubkritikus nyomásán, míg a szuperkritikus kazánok a folyadék szuperkritikus nyomásán működnek.
Töltse le a Subcritical vs Supercritical Boiler PDF verzióját
A cikk PDF-verzióját letöltheti, és offline célokra használhatja az idézési megjegyzés szerint. Kérjük, töltse le a PDF verziót innen: Különbség a szubkritikus és szuperkritikus kazán között
