nyckelskillnad – subkritisk vs superkritisk panna
Pannar är slutna kärl där en vätska värms upp, oftast är det vatten. Även om namnet på denna är en panna, så kokar inte vätskan nödvändigtvis i denna. Den uppvärmda vätskan används i olika applikationer inklusive vattenuppvärmning, centralvärme, matlagning etc. Subkritiska och superkritiska pannor är sådana ånggenererande system. Den viktigaste skillnaden mellan en subkritisk och superkritisk panna är att subkritiska pannor arbetar vid ett subkritiskt tryck av vätskan medan superkritiska pannor arbetar vid ett superkritiskt tryck av vätskan.
Vad är den kritiska punkten?
Den kritiska punkten för ett ämne är den temperatur och det tryck vid vilket ämnet kan bete sig som en gas och en vätska samtidigt, varför gas- och vätskefaser inte kan skiljas åt. Det beror på att densiteten för gasfasen och vätskefasen är lika vid denna punkt. Ett ämne som existerar vid temperatur och tryck över sin kritiska punkt är känt som en superkritisk vätska. Ett ämne som kommer ut under sin kritiska punkt är känt som en subkritisk vätska. I en fasjämviktskurva är den kritiska punkten kurvans slutpunkt.
Figur 01: Ett fasdiagram som visar den kritiska punkten i vattnet
Termen superkritisk i superkritiska pannor hänvisar till trycken över den kritiska punkten för vatten som pannan är i drift. Den kritiska punkten för vatten är vid 647 K temperatur och 221 bar (22,1 MPa) tryck. Tryck under 221 bar kallas "underkritiskt tryck" och över 221 bar är "superkritiskt tryck" av vatten.
Vad är en subkritisk panna?
Subkritiska pannor är pannor som arbetar vid temperaturer upp till 374°C och vid ett tryck på 3 208 psi (vattens kritiska punkt). Dessa pannor utgör ett system med konstant förångningsslutpunkt. Ett typiskt exempel på en subkritisk panna är ånggeneratorn av trumtyp.
Inuti pannan genereras den naturliga cirkulationen av vätskan genom att värma upp stigarna. Vatten- och ångblandningen som lämnar denna stigare separeras sedan i vatten och ånga i trumman. Vatten cirkuleras, vattnet återgår till förångarens inlopp genom nedre hörn medan ånga strömmar in i överhettarkammaren.
Figur 02: Ett termiskt kraftverk
Om vätskan tillåts genomgå naturlig cirkulation är applikationsområdet begränsat till cirka 190 bar som maxim alt trumtryck. Men om cirkulationen görs med en cirkulationspump, (känd som forcerad cirkulation), kan detta intervall utökas. Denna förlängning sker på grund av fixeringen av ändpunkten för avdunstningen i trumman. Dessutom ställer den in storleken på värmeytan i förångaren och i överhettaren. En stor nackdel med den subkritiska pannan är att i dessa pannor kan bubbelbildning uppstå.
Vad är en superkritisk panna?
Superkritisk panna (superkritisk ånggenerator) är en typ av panna som arbetar under superkritiska tryckförhållanden. Denna typ av pannor används ofta för att generera el. Till skillnad från underkritiska pannor finns det ingen bubbelbildning i superkritiska pannor, och flytande vatten omvandlas omedelbart till ånga.
Superkritisk panna fungerar vid temperaturer runt 538–565°C och tryck över 3 200 psi. En superkritisk panna har ett system med variabel förångningsändpunkt. Dessa pannor är trumlösa. Följaktligen sker förångningen vid en enda passage genom förångaren. Flödet av vätska, de flesta gånger; vatten, induceras av matarpumpen. Detta gör att systemet kan drivas vid vilket tryck som helst, vilket gör det möjligt för det att driva systemet vid antingen subkritiska förhållanden eller superkritiska förhållanden. Som ett resultat varierar ändpunkten för avdunstningen. Och även, för att upprätthålla dessa förhållanden, justeras förångaren och överhettarområdena automatiskt enligt kraven.
Figur 03: En vattenrörspanna
Denna panna kallas superkritisk panna eftersom den drivs över det kritiska vattentrycket som är 221 bar. Eftersom det över den kritiska punkten inte finns någon skillnad mellan ånga och vatten, fungerar vatten som en vätska.
Utöver den kritiska punkten för vatten är det latenta förångningsvärmet noll, och därför finns det ingen betydande skillnad mellan vattenfasens vätskefas och ångfas. en av de stora fördelarna med superkritiska pannor är lägre bränsleförbrukning. Detta leder till mindre produktion av växthusgaser. och på grund av att ingen bubbla bildas kan mindre vattenförbrukning observeras.
Vilka är likheterna mellan subkritisk och superkritisk panna?
- Den grundläggande funktionsmekanismen/cykeln för både subkritisk och superkritisk panna är densamma.
- Förutom de trumlösa förångarna i superkritiska pannor, är andra konstruktionsegenskaper också desamma.
- Teknikerna för både subkritisk och superkritisk panna använder liknande utrustning och strategier i drift. d.v.s. luftförvärmare, förvärmare, turbiner, kondensorer, pannans matningspumpar, etc.
Vad är skillnaden mellan subkritisk och superkritisk panna?
Subkritisk vs superkritisk panna |
|
| Subkritiska pannor är pannor som arbetar vid temperaturer upp till 374°C och vid ett tryck på 3, 208 psi (vattens kritiska punkt). | Superkritisk panna (superkritisk ånggenerator) är en typ av panna som arbetar under överkritiska tryckförhållanden. |
| Temperatur | |
| Subkritiska pannor drivs vid temperaturer upp till 374°C. | Superkritiska pannor drivs vid temperaturer runt 538–565°C. |
| Pressure | |
| Subkritiska pannor drivs med ett tryck på 3, 208 psi. | Superkritiska pannor drivs med ett tryck över 3 200 psi. |
| Trummor | |
| Subkritiska pannor är sammansatta av trummor. | Superkritiska pannor är trumlösa. |
| Bubble Formation | |
| Bubblbildning är en stor nackdel i subkritiska pannor. | Det finns inga superkritiska pannor för bubbelbildning. |
Sammanfattning – Subcritical vs Supercritical Boiler
Subkritiska och superkritiska pannor är två former av ånggeneratorer som används för elproduktion. Dessa kategoriseras som sådana, baserat på deras driftsförhållanden. Skillnaden mellan en subkritisk och superkritisk panna är att subkritiska pannor arbetar vid ett subkritiskt tryck av vätskan medan superkritiska pannor arbetar vid ett superkritiskt tryck av vätskan.
Ladda ned PDF-versionen av Subcritical vs Supercritical Boiler
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här: Difference Between Subcritical and Supercritical Boiler
