Diferența cheie – Boiler subcritic vs supercritic
Cazanele sunt vase închise în care se încălzește un fluid, de cele mai multe ori, este apă. Chiar dacă numele acestuia este un cazan, lichidul nu fierbe neapărat în acesta. Fluidul încălzit este utilizat în diverse aplicații, inclusiv încălzirea apei, încălzirea centrală, gătitul, etc. Cazanele subcritice și supercritice sunt astfel de sisteme de generare a aburului. Diferența cheie dintre un cazan subcritic și cel supercritic este că cazanele subcritice funcționează la o presiune subcritică a fluidului, în timp ce cazanele supercritice lucrează la o presiune supercritică a fluidului.
Care este punctul critic?
Punctul critic al unei substanțe este temperatura și presiunea la care acea substanță se poate comporta ca un gaz și un lichid în același timp, prin urmare apar faze de gaz și lichid indistinguibile. Acest lucru se datorează faptului că densitatea fazei gazoase și a fazei lichide este egală în acest punct. O substanță care există la temperatură și presiune, deasupra punctului său critic este cunoscută ca fluid supercritic. O substanță care iese sub punctul său critic este cunoscută ca fluid subcritic. Într-o curbă de echilibru de fază, punctul critic este punctul final al curbei.
Figura 01: O diagramă de fază care arată punctul critic al apei
Termenul supercritic în cazanele supercritice se referă la presiunile peste punctul critic al apei în care este în funcțiune cazanul. Punctul critic al apei este la o temperatură de 647 K și o presiune de 221 bar (22,1 MPa). Presiunile sub 221 bari sunt cunoscute sub denumirea de „presiune subcritică”, iar peste 221 bari este „presiune supercritică” a apei.
Ce este un cazan subcritic?
Cazanele subcritice sunt cazane care funcționează la temperaturi de până la 374°C și la o presiune de 3.208 psi (punctul critic al apei). Aceste cazane compun un sistem cu punct final de evaporare constantă. Un exemplu tipic pentru un cazan subcritic este generatorul de abur de tip tambur.
În interiorul cazanului, circulația naturală a fluidului este generată prin încălzirea coloanelor. Amestecul de apă și abur care părăsește acest riser este apoi separat în apă și abur în tambur. Apa circulă, apa revine la admisia vaporizatorului prin colțurile de jos, în timp ce aburul curge în camera de supraîncălzire.
Figura 02: O centrală termică
Dacă fluidul este lăsat să intre în circulație naturală, domeniul de aplicare este limitat la aproximativ 190 bari ca presiune maximă a tamburului. Dar dacă circulația se face folosind o pompă de circulație, (cunoscută ca circulație forțată), acest interval poate fi extins. Această extindere se întâmplă din cauza fixării punctului final de evaporare în tambur. Și, de asemenea, stabilește dimensiunea suprafeței de încălzire în evaporator și în superîncălzitor. Un dezavantaj major al cazanului subcritic este, în aceste cazane, poate apărea formarea de bule.
Ce este un cazan supercritic?
Boilerul supercritic (generator de abur supercritic) este un tip de cazan care funcționează în condiții de presiune supercritică. Acest tip de cazane este adesea folosit pentru a produce energie electrică. Spre deosebire de cazanele subcritice, nu se formează bule în cazanele supercritice, iar apa lichidă se transformă imediat în abur.
Cazanul supercritic funcționează la temperaturi în jur de 538–565°C și presiuni peste 3.200 psi. Un cazan supercritic are un sistem cu punct final de evaporare variabil. Aceste cazane sunt fără tambur. Prin urmare, evaporarea are loc la o singură trecere prin evaporator. Curgerea fluidului, de cele mai multe ori; apa, este indusa de pompa de alimentare. Acest lucru face ca sistemul să fie operat la orice presiune dorită, permițându-i să opereze sistemul fie în condiții subcritice, fie în condiții supercritice. Ca urmare, punctul final de evaporare variază. Și, de asemenea, pentru a menține aceste condiții, zonele evaporatorului și supraîncălzitorului se ajustează automat în funcție de cerințe.
Figura 03: Un cazan cu tuburi de apă
Acest cazan este denumit cazan supercritic deoarece funcționează peste presiunea critică a apei, care este de 221 bar. Deoarece deasupra punctului critic, nu există nicio distincție între abur și apă, apa acționează ca un fluid.
Dincolo de punctul critic al apei, căldura latentă de vaporizare este zero și, prin urmare, nu există o distincție considerabilă între faza lichidă și faza de vapori a apei. unul dintre avantajele majore ale cazanelor supercritice este consumul mai mic de combustibil. Acest lucru duce la o producție mai mică de gaze cu efect de seră. și, de asemenea, datorită faptului că nu se formează bule, se poate observa un consum mai mic de apă.
Care sunt asemănările dintre boilerul subcritic și cel supercritic?
- Mecanismul/ciclul operațional de bază al cazanului subcritic și supercritic este același.
- Cu excepția evaporatoarelor fără tambur din cazanele supercritice, alte caracteristici de construcție sunt, de asemenea, aceleași.
- Tehnicile Boilerului subcritic și supercritic folosesc echipamente și strategii similare în funcționare. adică preîncălzitor de aer, economizor, turbine, condensatoare, pompe de alimentare a cazanului etc.
Care este diferența dintre cazanul subcritic și cel supercritic?
Boiler subcritic vs supercritic |
|
| Cazanele subcritice sunt cazane care funcționează la temperaturi de până la 374°C și la o presiune de 3.208 psi (punctul critic al apei). | Cazanul supercritic (generator de abur supercritic) este un tip de cazan care funcționează în condiții de presiune supercritică. |
| Temperatura | |
| Cazanele subcritice funcționează la temperaturi de până la 374°C. | Cazanele supercritice funcționează la temperaturi în jur de 538–565°C. |
| Presiune | |
| Cazanele subcritice funcționează la o presiune de 3.208 psi. | Cazanele supercritice funcționează la o presiune de peste 3.200 psi. |
| Tobe | |
| Cazanele subcritice sunt compuse din tamburi. | Cazanele supercritice sunt fără tambur. |
| Formarea bulelor | |
| Formarea de bule este un dezavantaj major în cazanele subcritice. | Nu există cazane supercritice cu formarea de bule. |
Rezumat – Boiler subcritic vs supercritic
Cazanele subcritice și supercritice sunt două forme de generatoare de abur care sunt utilizate pentru generarea de energie electrică. Acestea sunt clasificate ca atare, în funcție de condițiile lor de funcționare. Diferența dintre un cazan subcritic și cel supercritic este că cazanele subcritice funcționează la o presiune subcritică a fluidului, în timp ce cazanele supercritice lucrează la o presiune supercritică a fluidului.
Descărcați versiunea PDF a cazanului Subcritical vs Supercritical
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și să o utilizați în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici: Diferența dintre cazanul subcritic și cel supercritic
