Ovo je glavno značenje pojma Kotao. Za druga značenja, pogledajte Kotao (razdvojba).

Izgled postrojenja s kotlovima

Kotao je zatvorena posuda u kojoj se voda ili neki drugi medij zagrijava toplinom koju razvija neko gorivo ili električna energija. Najčešći grijani medij u kotlu je voda, svi drugi mediji se upotrebljavaju vrlo rijetko. Kotlovi s vodom dijele se na kotlove za zagrijavanje vode (topla voda se koristi za zagrijavanje; npr. centralno grijanje), i na kotlove koji griju vodu na veće temperature i tako proizvode paru. Takvi kotlovi se nazivaju parni kotlovi ili generatori pare. Njihova veličina, količina, tlak i temperatura proizvedene pare, kao i vrsta izvedbe ovise o specifičnostima njihove namjene, kao i o mjestu gdje su ugrađeni.

Sadržaj

1 Parni kotlovi

Parni kotlovi [uredi]

Podjela [uredi]

Parni kotlovi su kotlovi koji služe za proizvodnju vodene pare, koju kasnije koriste potrošači, bilo za grijanje, u grijačima ili za pogon u parnim stapnim strojevima i turbinama. Postoji više vrsta parnih kotlova,različitih po izgledu, namjeni,tlaku, temperaturi,...

Prva podjela kotlova je prema radnom tlaku na:

niskotlačne (do 7 bara)

srednjetlačne (do 22 bara)

visokotlačne (preko 22 bara)

Po vrsti pare koju proizvode na kotlove:

mokru paru

zasićenu paru

suhu paru

Po količini proizvedene pare na kotlove:

malog kapaciteta

srednjeg kapaciteta

velikog kapaciteta

Po svojim konstrukcijskim osobinama imamo podjelu na dvije osnovne skupine:

Vatrocijevni kotlovi

Vodocijevni kotlovi

Po gorivu koje upotrebljavaju, tj. vrsti ložišta:

kotlovi na ugljen

kotlovi na tekuća goriva (nafta, lož ulje,...)

Prema smjeru strujanja pare kroz turbinu:

Aksijalni

Radijalni

Prema djelovanju pare na rotorske lopatice:

Akcione

Reakcione

Prema namjeni:

Protutlačne

Kondenzacijske

S oduzimanjem

Povijest [uredi]

Iako je bilo pokušaja iskorištavanja vodene pare za strojnu upotrebu i ranije ( npr. Heliogabalova sfera), stvarna upotreba pare počinje tek krajem XVII stoljeća. Tada se para počinje upotrebljavati za proizvodnju mehaničke energije, a kotao kao uređaj za proizvodnju pare. Prvi kotlovi su bili vrlo primitivni, sličili su današnjem ekspres loncu, ispod kojih je bilo otvoreno ložište, u kojem je izgaralo drvo ili ugljen.

Izgled cilindričnog (Cornwall-skog) kotla

Izgled cilindričnog (Cornwall-skog) kotla u uporabi na vlaku

Poboljšavanjem prvih izvedbi, točnije, negdje oko 1812. godine napravljena je prva izvedba cilindričnog (Cornwall-skog)kotla, vatrocijevnog kotla,koji je značio jedan veliki iskorak u proizvodnji pare. Cornwall-ski kotlovi su se upotrebljavali za proizvodnju pare za željeznicu. Modernizirani kotlovi vatrocijevnog tipa danas su još uvijek u upotrebi, a poznati su pod imenom Škotski kotao.

Krajem XVIII stoljeća, poboljšava se izvedba kotlova i prvi put se proizvode vodocijevni kotlovi, novi tip kotla koji ima puno veći stupanj iskorištenja od vatrocijevnog kotla. 1867. godine George Babcock i Stephen Wilcox su proizveli kotao kojemu je umjesto plinova, cijevima prolazila voda koja se zagrijavala. To je omogućilo smanjenje veličine kotla, bolju izmjenu topline, manju količinu vode u sustavu, dakle sveukupno i manje troškove. Vrlo brzo novi tip kotla je pruzeo primat u upotrebi, a ime Babcock-Wilkox je postalo sinonim za vodocijevni kotao.

Usporedo s razvojem kotla, razvijao se i sustav goriva za kotao. U početku to je bilo drvo, koje je kasnije zamjenjeno ugljenom, koji ima veću ogrijevnu moć. U XX stoljeću, ugljen se zamijenio tekućim gorivima, koja su danas osnova vrsta goriva za parne kotlove. Nakon drugog svijetskog rata, dolazi do upotrebe parnog kotla u sustavu nuklearnih centrala, gdje se voda pretvara u paru toplinom koju oslobodi atomska energija.

Materijali kotla i dijelovi [uredi]

Pri izradi kotla koriste se razni materijali ovisno o zahtijevanim svojstvima materijala. Vrsta materijala ovisi o dijelu kotla o kojem se radi.

Glavni dijelovi kotla su:

ložište s gorionikom

cijevni snop s domovima

obloga

armatura

Samo tijelo kotla s ložištem i cijevnom pločom, te vodenim i parnim domovima je najčešće napravljeno od ugljičnih čelika, nerđajučih čelika i lijevanog željeza. Obloga kotla je najčešće napravljena od termoizolacijskih materijala, a za izolaciju ložišta se najčešće upotrebljavaju šamotne opeke.

Na kotlu se mogu naći:

gorionik - uređaj za izgaranje, tj. proizvodnju topline

sigurnosni ventili - spriječava prekomjeran porast tlaka u kotlu i njegovu eksploziju

nivokazi (vodokazi) - pokazuju nivo vode u kotlu

ventili ispusta na dnu kotla (odmuljivač)

glavni zaporni ventil

napojni ventil - nepovratni ventil na liniji napojne vode

ventil za odzračivanje (deaerator ventil)

ventil za otpjenjivanje

manometri

senzori automatike

poklopci za pregled i čišćenje