Ključna razlika – podkritični vs superkritični kotao
Kotlovi su zatvorene posude u kojima se zagrijava tekućina, najčešće voda. Iako se zove bojler, tečnost u njemu ne mora nužno da ključa. Zagrijani fluid se koristi u raznim primjenama uključujući grijanje vode, centralno grijanje, kuhanje itd. Podkritični i superkritični kotlovi su takvi sistemi za proizvodnju pare. Ključna razlika između subkritičnog i superkritičnog kotla je u tome što podkritični kotlovi rade na podkritičnom pritisku fluida, dok superkritični kotlovi rade na natkritičnom pritisku fluida.
Šta je kritična tačka?
Kritična tačka supstance je temperatura i pritisak na kojima se ta supstanca može ponašati kao gas i tečnost u isto vreme, stoga se javljaju gasovita i tečna faza koje se ne mogu razlikovati. To je zato što je gustina gasne i tečne faze jednaka u ovoj tački. Supstanca koja postoji na temperaturi i pritisku, iznad svoje kritične tačke, poznata je kao superkritična tečnost. Supstanca koja izlazi ispod svoje kritične tačke poznata je kao subkritična tečnost. U krivulji fazne ravnoteže, kritična tačka je krajnja tačka krive.
Slika 01: Fazni dijagram koji pokazuje kritičnu tačku vode
Izraz superkritičan u superkritičnim kotlovima odnosi se na pritiske iznad kritične tačke vode na kojoj kotao radi. Kritična tačka vode je na temperaturi od 647 K i pritisku od 221 bar (22,1 MPa). Pritisci ispod 221 bara poznati su kao "podkritični pritisak", a iznad 221 bar je "superkritični pritisak" vode.
Šta je podkritični kotao?
Podkritični kotlovi su kotlovi koji rade na temperaturama do 374°C i pri pritisku od 3,208 psi (kritična tačka vode). Ovi kotlovi čine sistem sa konstantnom krajnjom tačkom isparavanja. Tipičan primjer za podkritični kotao je generator pare tipa bubanj.
Unutar kotla, prirodna cirkulacija fluida se stvara zagrijavanjem uspona. Mješavina vode i pare koja napušta ovaj uspon se zatim odvaja na vodu i paru u bubnju. Voda cirkuliše, voda se vraća u ulaz isparivača kroz donje uglove dok para teče u komoru super-grejača.
Slika 02: Termoelektrana
Ako se dozvoli da tečnost prođe prirodnu cirkulaciju, opseg primene je ograničen na oko 190 bara kao maksimalni pritisak u bubnju. Ali ako se cirkulacija vrši pomoću cirkulacione pumpe (poznate kao prisilna cirkulacija), ovaj raspon se može proširiti. Ovo proširenje se dešava zbog fiksiranja krajnje tačke isparavanja u bubnju. Takođe, podešava veličinu grejne površine u isparivaču i u pregrejaču. Glavni nedostatak subkritičnog bojlera je što u ovim kotlovima može doći do stvaranja mjehurića.
Šta je superkritični kotao?
Superkritični kotao (superkritični parogenerator) je tip kotla koji radi u uslovima superkritičnog pritiska. Ova vrsta kotlova se često koristi u proizvodnji električne energije. Za razliku od podkritičnih kotlova, kod superkritičnih kotlova nema stvaranja mjehurića, te se tekuća voda odmah pretvara u paru.
Superkritični kotao radi na temperaturama oko 538–565°C i pritiscima iznad 3,200 psi. Superkritični kotao ima sistem sa varijabilnom krajnjom tačkom isparavanja. Ovi kotlovi su bez bubnjeva. Dakle, isparavanje se odvija u jednom prolazu kroz isparivač. Protok tečnosti, najčešće; vode, inducira se napojnom pumpom. Ovo omogućava da sistem radi na bilo kom željenom pritisku, omogućavajući mu da radi sa sistemom bilo u podkritičnim uslovima ili u superkritičnim uslovima. Kao rezultat toga, krajnja tačka isparavanja varira. Takođe, kako bi se održali ovi uslovi, isparivač i pregrijač se automatski prilagođavaju prema zahtjevima.
Slika 03: Vodovodni bojler
Ovaj kotao je nazvan kao superkritični bojler jer radi iznad kritičnog pritiska vode koji iznosi 221 bar. Pošto iznad kritične tačke ne postoji razlika između pare i vode, voda se ponaša kao fluid.
Izvan kritične tačke vode, latentna toplota isparavanja je nula, i stoga ne postoji značajna razlika između tekuće faze i parne faze vode. jedna od glavnih prednosti superkritičnih kotlova je manja potrošnja goriva. To uzrokuje manju proizvodnju stakleničkih plinova. a takođe, zbog ne formiranja mjehurića, može se primijetiti manja potrošnja vode.
Koje su sličnosti između subkritičnog i superkritičnog kotla?
- Osnovni mehanizam rada/ciklus i subkritičnog i superkritičnog kotla je isti.
- Osim isparivača bez bubnja u superkritičnim kotlovima, ostale konstrukcijske karakteristike su takođe iste.
- Tehnike i subkritičnog i superkritičnog kotla koriste sličnu opremu i strategije u radu. tj. predgrijač zraka, ekonomajzer, turbine, kondenzatori, pumpe za napajanje kotla, itd.
Koja je razlika između subkritičnog i superkritičnog kotla?
Subkritični vs Superkritični kotao |
|
| Subkritični kotlovi su kotlovi koji rade na temperaturama do 374°C i pri pritisku od 3,208 psi (kritična tačka vode). | Superkritični kotao (superkritični parogenerator) je tip kotla koji radi u uslovima superkritičnog pritiska. |
| Temperatura | |
| Podkritični kotlovi rade na temperaturama do 374°C. | Superkritični kotlovi rade na temperaturama oko 538–565°C. |
| Pritisak | |
| Podkritični kotlovi rade na pritisku od 3, 208 psi. | Superkritični kotlovi rade na pritisku iznad 3, 200 psi. |
| Bubnjevi | |
| Podkritični kotlovi se sastoje od bubnjeva. | Superkritični kotlovi su bez bubnjeva. |
| Formiranje mjehura | |
| Formiranje mjehura je glavni nedostatak u podkritičnim kotlovima. | Nema stvaranja mjehurića superkritičnih kotlova. |
Sažetak – podkritični vs superkritični kotao
Subkritični i superkritični kotlovi su dva oblika generatora pare koji se koriste za proizvodnju električne energije. Oni su kategorisani kao takvi, na osnovu uslova njihovog rada. Razlika između podkritičnog i superkritičnog kotla je u tome što podkritični kotlovi rade na podkritičnom pritisku fluida, dok superkritični kotlovi rade na natkritičnom pritisku fluida.
Preuzmite PDF verziju Subcritical vs SuperCritical Boiler
Možete preuzeti PDF verziju ovog članka i koristiti je za vanmrežne svrhe prema napomeni o citatu. Molimo preuzmite PDF verziju ovdje: Razlika između podkritičnog i superkritičnog kotla
