Põhierinevus – alakriitiline vs ülekriitiline katel
Katlad on suletud anumad, milles kuumutatakse vedelikku, enamasti on see vesi. Kuigi selle nimi on boiler, ei pruugi vedelik selles keema minna. Kuumutatud vedelikku kasutatakse erinevates rakendustes, sealhulgas vee soojendamisel, keskküttel, toiduvalmistamisel jne. Sellised auru genereerivad süsteemid on alakriitilised ja ülekriitilised katlad. Peamine erinevus subkriitilise ja ülekriitilise katla vahel on see, et subkriitilised katlad töötavad vedeliku subkriitilisel rõhul, samas kui ülekriitilised katlad töötavad vedeliku ülekriitilisel rõhul.
Mis on kriitiline punkt?
Aine kriitiline punkt on temperatuur ja rõhk, mille juures see aine võivad käituda samaaegselt gaasi ja vedelikuna, mistõttu tekivad eristamatud gaasi- ja vedelikufaasid. Selle põhjuseks on asjaolu, et gaasifaasi ja vedela faasi tihedus on selles punktis võrdne. Ainet, mis eksisteerib temperatuuril ja rõhul üle kriitilise punkti, nimetatakse ülekriitiliseks vedelikuks. Aine, mis väljub allapoole oma kriitilist punkti, on tuntud kui alakriitilise vedelikuna. Faasi tasakaalukõvera puhul on kriitiline punkt kõvera lõpp-punkt.
Joonis 01: faasidiagramm, mis näitab vee kriitilist punkti
Mõiste superkriitiline superkriitilistes kateldes viitab rõhkudele, mis ületavad vee kriitilist punkti, mille jooksul boiler töötab. Vee kriitiline punkt on temperatuuril 647 K ja rõhul 221 baari (22,1 MPa). Rõhku alla 221 baari nimetatakse "alakriitiliseks rõhuks" ja üle 221 baari on vee "ülikriitiliseks rõhuks".
Mis on alakriitiline katel?
Subkriitilised katlad on katlad, mis töötavad temperatuuril kuni 374°C ja rõhul 3208 psi (vee kriitiline punkt). Need katlad moodustavad konstantse aurustumise lõpp-punktiga süsteemi. Tüüpiline näide alakriitilise katla jaoks on trummeltüüpi aurugeneraator.
Katla sees tekib vedeliku loomulik ringlus tõusutorude kuumutamisel. Sellest tõusutorust väljuv vee ja auru segu eraldatakse seejärel trumlis veeks ja auruks. Vesi ringleb, vesi naaseb aurusti sisselaskeavasse läbi alumiste nurkade, samal ajal kui aur voolab ülekuumendi kambrisse.
Joonis 02: Soojuselektrijaam
Kui vedelikul lastakse läbida loomulik tsirkulatsioon, on kasutusvahemik trumli maksimaalse rõhuna piiratud umbes 190 baariga. Kuid kui tsirkulatsioon toimub tsirkulatsioonipumba abil (tuntud kui sundtsirkulatsioon), saab seda vahemikku pikendada. See pikendamine on tingitud aurustumise lõpp-punkti fikseerimisest trumlis. Lisaks määrab see aurusti ja ülekuumendi küttepinna suuruse. Alakriitilise katla peamiseks puuduseks on see, et nendes kateldes võib tekkida mull.
Mis on ülikriitiline katel?
Ülikriitiline boiler (ülikriitiline aurugeneraator) on teatud tüüpi boiler, mis töötab ülekriitilise rõhu tingimustes. Seda tüüpi katlaid kasutatakse sageli elektrienergia tootmiseks. Erinev alt alakriitilistest kateldest ei teki ülekriitilistes kateldes mulli ning vedel vesi muutub kohe auruks.
Ülikriitiline boiler töötab temperatuuril umbes 538–565 °C ja rõhul üle 3200 psi. Ülekriitilisel katlal on muutuva aurustumise lõpp-punktiga süsteem. Need katlad on trumlita. Seega toimub aurustamine ühel aurusti läbimisel. Vedeliku vool, enamasti; vesi, indutseerib toitepump. See võimaldab süsteemil töötada mis tahes soovitud rõhul, võimaldades tal töötada kas alakriitilistel või ülekriitilistel tingimustel. Selle tulemusena muutub aurustumise lõpp-punkt. Ja nende tingimuste säilitamiseks kohanduvad aurusti ja ülekuumendi alad automaatselt vastav alt nõuetele.
Joonis 03: veetoruboiler
Seda boilerit nimetatakse ülekriitiliseks boileriks, kuna see töötab üle vee kriitilise rõhu, mis on 221 baari. Kuna kriitilisest punktist kõrgemal ei ole auru ja vee vahel vahet, toimib vesi vedelikuna.
Vee kriitilisest punktist kõrgemal on varjatud aurustumissoojus null ja seega pole vee vedelfaasi ja aurufaasi vahel märkimisväärset vahet. ülekriitiliste katelde üks peamisi eeliseid on väiksem kütusekulu. See vähendab kasvuhoonegaaside tootmist. ja kuna mullid ei moodustu, on veekulu väiksem.
Millised sarnasused on alakriitilise ja ülekriitilise katla vahel?
- Nii alakriitilise kui ka ülekriitilise katla põhiline töömehhanism/tsükkel on sama.
- Välja arvatud ülekriitiliste katelde trumlita aurustid, on ka muud ehituslikud omadused samad.
- Nii alakriitilise kui ka ülekriitilise katla tehnikad kasutavad töös sarnaseid seadmeid ja strateegiaid. st õhu eelsoojendi, ökonomaiser, turbiinid, kondensaatorid, katla toitepumbad jne.
Mis vahe on alakriitilisel ja ülekriitilisel boileril?
Alamkriitiline vs ülekriitiline katel |
|
| Alamkriitilised katlad on katlad, mis töötavad temperatuuril kuni 374°C ja rõhul 3208 psi (vee kriitiline punkt). | Ülikriitiline boiler (ülikriitiline aurugeneraator) on teatud tüüpi boiler, mis töötab ülekriitilise rõhu tingimustes. |
| Temperatuur | |
| Subkriitilised boilerid töötavad temperatuuril kuni 374°C. | Ülikriitilisi katlaid kasutatakse temperatuuril umbes 538–565 °C. |
| Rõhk | |
| Alamkriitilised boilerid töötavad rõhul 3, 208 psi. | Ülikriitilisi boilereid kasutatakse rõhul üle 3200 psi. |
| Trummid | |
| Alamkriitilised katlad koosnevad trumlitest. | Ülikriitilised boilerid on trumlita. |
| Mulli moodustumine | |
| Mullide moodustumine on alakriitiliste katelde suur puudus. | Ülekriitilisi katlaid ei teki mullidega. |
Kokkuvõte – alakriitiline vs ülekriitiline katel
Subkriitilised ja ülekriitilised katlad on kaks aurugeneraatori vormi, mida kasutatakse elektri tootmiseks. Need liigitatakse vastav alt nende töötingimustele. Subkriitilise ja ülekriitilise katla erinevus seisneb selles, et subkriitilised katlad töötavad vedeliku subkriitilisel rõhul, samas kui ülekriitilised katlad töötavad vedeliku ülekriitilisel rõhul.
Laadi alla subkriitilise vs ülekriitilise katla PDF-versioon
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Laadige PDF-versioon alla siit: Erinevus alakriitilise ja ülekriitilise katla vahel
