Key Difference – Subcritical vs Supercritical Boiler
Kjeler er lukkede kar der en væske varmes opp, som oftest er det vann. Selv om navnet på denne er en kjele, koker ikke væsken nødvendigvis i denne. Den oppvarmede væsken brukes i ulike applikasjoner, inkludert vannoppvarming, sentralvarme, matlaging, etc. Subkritiske og superkritiske kjeler er slike dampgenererende systemer. Den viktigste forskjellen mellom en subkritisk og superkritisk kjele er at subkritiske kjeler jobber ved et underkritisk trykk av væsken, mens superkritiske kjeler jobber ved et superkritisk trykk av væsken.
Hva er det kritiske punktet?
Det kritiske punktet til et stoff er temperaturen og trykket der stoffet kan oppføre seg som en gass og en væske samtidig, og derfor oppstår ikke-skillbare gass- og væskefaser. Det er fordi tettheten til gassfasen og væskefasen er lik på dette punktet. Et stoff som eksisterer ved temperatur og trykk over det kritiske punktet er kjent som en superkritisk væske. Et stoff som kommer ut under det kritiske punktet er kjent som en subkritisk væske. I en faselikevektskurve er det kritiske punktet endepunktet på kurven.
Figur 01: Et fasediagram som viser det kritiske punktet for vann
Begrepet superkritisk i superkritiske kjeler refererer til trykket over det kritiske punktet for vann som kjelen er i drift. Det kritiske punktet for vann er ved 647 K temperatur og 221 bar (22,1 MPa) trykk. Trykk under 221 bar er kjent som "subkritisk trykk" og over 221 bar er "superkritisk trykk" av vann.
Hva er en underkritisk kjele?
Subkritiske kjeler er kjeler som fungerer ved temperaturer opp til 374°C og ved et trykk på 3, 208 psi (det kritiske punktet for vann). Disse kjelene utgjør et system med konstant fordampningsendepunkt. Et typisk eksempel på en underkritisk kjele er dampgeneratoren av trommeltypen.
Inne i kjelen genereres den naturlige sirkulasjonen av væsken ved å varme opp stigerørene. Vann- og dampblandingen som forlater dette stigerøret separeres deretter i vann og damp i trommelen. Vann sirkuleres, vann går tilbake til fordamperens innløp gjennom nedre hjørner mens damp strømmer inn i overvarmekammeret.
Figur 02: En termisk kraftstasjon
Hvis væsken får gjennomgå naturlig sirkulasjon, er påføringsområdet begrenset til ca. 190 bar som maksim alt trommeltrykk. Men hvis sirkulasjonen gjøres ved hjelp av en sirkulasjonspumpe, (kjent som tvungen sirkulasjon), kan dette området utvides. Denne utvidelsen skjer på grunn av fikseringen av endepunktet for fordampning i trommelen. Og også, den setter størrelsen på varmeoverflaten i fordamperen og i overvarmeren. En stor ulempe med den subkritiske kjelen er at det kan oppstå bobledannelse i disse kjelene.
Hva er en superkritisk kjele?
Superkritisk kjele (superkritisk dampgenerator) er en type kjele som fungerer under superkritiske trykkforhold. Denne typen kjeler brukes ofte til å generere elektrisitet. I motsetning til underkritiske kjeler er det ingen bobledannelse i superkritiske kjeler, og flytende vann omdannes umiddelbart til damp.
Superkritisk kjele fungerer ved temperaturer rundt 538–565°C og trykk over 3 200 psi. En superkritisk kjele har et system med variabelt fordampningsendepunkt. Disse kjelene er trommelløse. Derfor finner fordampningen sted ved en enkelt passering gjennom fordamperen. Strømmen av væske, de fleste ganger; vann, induseres av matepumpen. Dette gjør at systemet kan betjenes ved ethvert ønsket trykk, noe som gjør det mulig å operere systemet under enten subkritiske forhold eller superkritiske forhold. Som et resultat varierer fordampningsendepunktet. Og også, for å opprettholde disse forholdene, justeres fordamper- og overvarmerområdene automatisk i henhold til kravene.
Figur 03: En vannrørskjele
Denne kjelen er navngitt som superkritisk kjelen fordi den drives over det kritiske vanntrykket som er 221 bar. Siden over det kritiske punktet er det ingen forskjell mellom damp og vann, fungerer vann som en væske.
Utover det kritiske punktet for vann er den latente fordampningsvarmen null, og derfor er det ingen vesentlig forskjell mellom væskefasen og dampfasen til vann. en av de største fordelene med superkritiske kjeler er mindre drivstofforbruk. Dette fører til mindre produksjon av klimagasser. og også, på grunn av ingen bobledannelse, kan mindre vannforbruk observeres.
Hva er likhetene mellom subkritisk og superkritisk kjele?
- Den grunnleggende operasjonsmekanismen/-syklusen til både underkritisk og superkritisk kjele er den samme.
- Bortsett fra de trommelløse fordamperne i superkritiske kjeler, er andre konstruksjonsmessige egenskaper også de samme.
- Teknikkene til både underkritisk og superkritisk kjele bruker lignende utstyr og strategier i drift. dvs. luftforvarmer, economizer, turbiner, kondensatorer, kjelematepumper, etc.
Hva er forskjellen mellom subkritisk og superkritisk kjele?
Subcritical vs Supercritical Boiler |
|
| Subkritiske kjeler er kjeler som fungerer ved temperaturer opp til 374°C og ved et trykk på 3, 208 psi (det kritiske punktet for vann). | Superkritisk kjele (superkritisk dampgenerator) er en type kjele som fungerer under superkritiske trykkforhold. |
| Temperatur | |
| Subkritiske kjeler drives ved temperaturer opp til 374°C. | Superkritiske kjeler drives ved temperaturer rundt 538–565°C. |
| Pressure | |
| Subkritiske kjeler drives med et trykk på 3, 208 psi. | Superkritiske kjeler drives ved et trykk over 3 200 psi. |
| Trommer | |
| Subkritiske kjeler er sammensatt av tromler. | Superkritiske kjeler er trommelløse. |
| Bubble Formation | |
| Bobledannelse er en stor ulempe i subkritiske kjeler. | Det er ingen bobledannelse superkritiske kjeler. |
Summary – Subcritical vs Supercritical Boiler
Subkritiske og superkritiske kjeler er to former for dampgeneratorer som brukes til elektrisitetsproduksjon. Disse er kategorisert som sådan, basert på deres driftsforhold. Forskjellen mellom en subkritisk og superkritisk kjeler er at underkritiske kjeler arbeider ved et underkritisk trykk av væsken, mens superkritiske kjeler jobber ved et superkritisk trykk av væsken.
Last ned PDF-versjonen av Subcritical vs Supercritical Boiler
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjonen her: Difference Between Subcritical and Supercritical Boiler
