La parte cilindrica della caldaia è una continuazione del forno ed è costituita da diversi (solitamente tre) tamburi d'acciaio rivettati o saldati insieme. Al suo interno sono collocati tubi di fumo e fiamme. Il materiale per i tamburi è l'acciaio della caldaia. Spessore lamiera fino a 20 mm. I tamburi sono collegati tra loro in diversi modi:

a) a gradini, e il diametro del tamburo centrale è inferiore ai diametri dei due estremi;

b) telescopico, quando i tamburi sono inseriti in sequenza l'uno nell'altro;

c) saldato - i tamburi hanno lo stesso diametro e sono attaccati da un capo all'altro (Fig. 14).

Nella parte anteriore della parte cilindrica è installata una piastra tubiera anteriore, progettata per rafforzare le estremità anteriori dei tubi di fumo e fiamma al suo interno. Sulle moderne locomotive a vapore, la griglia del tubo anteriore è un disco tagliato dal ferro della caldaia. La griglia anteriore è fissata nel tamburo con rivettatura o cucitura saldata(Fig. 15).

Sul secondo tamburo è installata una cappa a vapore. I gas caldi del focolare fluiscono attraverso i tubi nella camera di fumo, cedendo parte del loro calore all'acqua, che lava i tubi dall'esterno, e al vapore che scorre attraverso gli elementi del surriscaldatore.

Il vapore che si è formato nella caldaia sale nello spazio vapore superiore non riempito d'acqua e nella cappa vapore. L'altezza dello spazio vapore è 1/5 -1/7 del diametro della caldaia. Più grande è lo spazio del vapore, più uniformemente avviene il processo di estrazione del vapore dalla caldaia e la formazione di vapore è più calma, quindi il vapore estratto è più secco.

Il trasferimento di calore nella parte cilindrica della caldaia è meno intenso rispetto al focolare. Ciò è dovuto al fatto che la differenza di temperatura tra i gas nel forno e l'acqua nella caldaia è maggiore rispetto alla parte tubolare. Nel forno il calore viene ceduto per irraggiamento, e nella parte tubolare per convezione, cioè il contatto dei gas caldi con le pareti dei tubi.

I tubi di fumo (Fig. 16) e i tubi di fiamma servono a rimuovere i prodotti della combustione dal forno della locomotiva a vapore e allo stesso tempo formano la superficie di riscaldamento della caldaia. I tubi di fiamma vengono utilizzati anche per posizionare al loro interno elementi del surriscaldatore. I tubi del fumo e della fiamma sono realizzati in acciaio a basso tenore di carbonio senza saldatura. Fori cilindrici sono praticati nelle griglie della caldaia per rafforzare i tubi. Allo stesso tempo, nelle griglie anteriori, i diametri dei fori sono 3-4 mm più grandi del diametro esterno dei tubi, il che facilita l'installazione e la rimozione dei tubi durante le riparazioni. Nelle piastre tubiere posteriori i fori per i tubi sono realizzati più piccoli del loro diametro esterno: per quelli fumi, di 9-11 mm, e per quelli a fiamma, di 9-20 mm.

Prima di posizionare i tubi nella caldaia, le loro estremità anteriori vengono distribuite e le estremità posteriori vengono compresse alle dimensioni dei fori nelle piastre tubiere. La compressione delle estremità posteriori dei tubi migliora la circolazione dell'acqua in prossimità della superficie della piastra tubiera posteriore e consente una migliore pulizia delle incrostazioni durante i risciacqui della caldaia. L'espansione e la compressione delle aperture per i tubi fumo e fiamma nelle piastre tubiere anteriori e posteriori sono effettuate in modo tale che i tubi della caldaia divergano come un ventilatore verso la griglia anteriore in alto e lontano dall'asse verticale. Ciò è necessario per fornire un posizionamento più libero dei tubi nella caldaia e migliorare il rilascio di gas dal focolare. Inoltre, a causa del diametro maggiore dei tubi nella parte anteriore, è necessario più spazio per la loro posizione.

Prima dell'immissione in caldaia, i tubi fumo e fiamma vengono aggraffati dal lato della griglia posteriore in due stadi, e dal lato della griglia anteriore vengono distribuiti. I dettagli sui metodi di compressione, distribuzione e gli strumenti utilizzati saranno discussi nella sezione sulla riparazione di una caldaia per locomotiva.

Per migliore fortificazione le estremità dei tubi fumo e fiamma vengono posizionate nei fori della griglia posteriore con anelli distanziatori in rame e svasate, quindi le estremità dei tubi vengono inserite nei fori, anch'essi svasati (Fig. 17).

Quindi le estremità dei tubi che escono dalla griglia vengono piegate di 45° e bordate. Successivamente, i lati dei tubi vengono saldati alla griglia (Fig. 18), quando la caldaia viene riempita con acqua riscaldata a t \u003d 40-60 ° C.

Nella griglia anteriore, i tubi sono installati senza anelli distanziatori in rame, non presentano perline o scottature; le estremità anteriori sporgenti dei tubi fumo e fiamma sono svasate e piegate all'estremità.

I tubi di fumo sulla maggior parte delle moderne locomotive a vapore sono sfalsati lungo la sommità del rombo in file verticali, inoltre sono posizionati tra le file di tubi di fiamma e lungo i bordi della griglia.

La campana del vapore (Fig. 19) è un serbatoio, che è il punto più alto dello spazio del vapore, funge da raccolta del vapore più secco ed è installato sul secondo tamburo della parte cilindrica della caldaia. Dalla cappa a vapore, il vapore viene portato al motore a vapore. Sulle locomotive a vapore Em, la campana a vapore è stata realizzata rivettata, sulle locomotive a vapore, Er è stata realizzata stampata su una pressa da un unico foglio di acciaio della caldaia con uno spessore da 15 a 20 mm. Dall'alto, la campana del vapore è chiusa con un coperchio, che è posizionato su un anello di guarnizione in rame e rinforzato con prigionieri e dadi.

Al fine di ridurre le perdite dovute al raffreddamento esterno, la caldaia della locomotiva, ad eccezione della camera fumo, è ricoperta da uno strato di isolamento termico. Amianto, diatomite e calce, che hanno un basso potere calorifico, sono usati per isolare una caldaia di una locomotiva. Materiale isolante termico realizzato sotto forma di lastre con uno spessore da 40 a 60 mm. Fissare le piastre alla caldaia con wireframe e gli spazi tra le griglie sono sigillati con un rivestimento vulcanico.

Prima del rivestimento materiale isolante la superficie della caldaia è verniciata. Il grasso di amianto viene prima applicato sulla superficie esterna del forno, quindi vengono posizionate lastre di cemento-amianto vulcanico. Nei punti in cui è impossibile posare le piastre, viene applicato uno strato di rivestimento isolante a una pressione del vapore nella caldaia di 0,2-0,3 MPa.

Sopra lo strato isolante, la caldaia della locomotiva è ricoperta da una guaina di lamiera fino a 1,5 mm di spessore. L'involucro della caldaia protegge lo strato isolante da eventuali danni. L'involucro viene fissato con cremagliere saldate alle pareti della caldaia, quindi con cinghie e viti in lamiera di ferro.

La camera da fumo (Fig. 20) è predisposta per ospitare un cono, tubi di ingresso e uscita vapore, parascintille, un collettore, un surriscaldatore e un sifone, ed è anche una camera dove si forma il vuoto, necessario per creare un flusso d'aria alla griglia e per la combustione intensiva del combustibile.

Le dimensioni della camera da fumo dovrebbero essere sufficienti per accogliere gli elementi di cui sopra e, inoltre, ci sarebbe il volume libero necessario per il passaggio dei gas e creare un tiraggio uniforme.

La camera da fumo è una struttura saldata o rivettata ed è composta da due lamiere: quella superiore di 13 mm di spessore e quella inferiore di 17 mm di spessore, formando un tamburo cilindrico. Parte inferiore la camera da fumo è realizzata con lamiere di maggior spessore per conferire robustezza e rigidità alla parte di supporto della caldaia. Per prevenire deformazioni e bruciature foglio inferiore della camera da fumo dall'accumulo sul fondo della sua cenere, viene rivettato o saldato un foglio protettivo fino a 20 mm di spessore.

Frontalmente, la camera da fumo è chiusa da una lastra a capanna o parete frontale, che ha una porta con un diametro fino a 1500 mm per la produzione riparazione in corso e ispezione delle apparecchiature in esso collocate.

Per pulire la camera da fumo dalla cenere, al di sotto è disposto un tubo 16 per la pulizia dei rifiuti con un diametro di 180 mm con una valvola racchiusa tra le flange del tubo.

La camera fumo delle locomotive a vapore L, E a, m, Er è dotata di parascintille autopulente, dove i gas di scarico dei tubi fumo e fiamma, colpendo lo scudo riflettente verticale, creano un moto vorticoso e, passando attraverso il rete parascintille, sono diretti al camino. Le grandi particelle di cenere vengono espulse dalla griglia e sottoposte a un'ulteriore frantumazione nel flusso generale di gas, a seguito della quale il flusso di gas, per così dire, spazza via le piccole particelle di cenere.

Il camino 5 è installato nella parte superiore della camera da fumo e serve per rimuovere i prodotti della combustione e i vapori di scarico nell'atmosfera.

La parte inferiore del tubo, che si trova nella camera da fumo, è collegata alla presa 3 che si espande verso il basso per guidare le stringhe di vapore di scarico e i prodotti della combustione del carburante. Il tamburo della camera di fumo ha ritagli speciali per l'installazione di un camino, cono, tubi di ingresso e uscita del vapore.

Il volume della camera da fumo influisce sulla pulsazione dei gas durante lo scarico del vapore dal cono: maggiore è il volume, minore è la pulsazione, più uniforme è la combustione del combustibile.

La camera del fumo è collegata con bulloni della prigione alla flangia a forma di sella del blocco cilindri e funge da fissaggio rigido della caldaia al telaio della locomotiva.

Un tiraggio artificiale di gas viene creato nella camera da fumo a causa del rilascio di vapore di scarico nel motore a vapore attraverso il cono e il camino, quindi la tenuta della camera è estremamente importante.

La depressurizzazione della camera di fumo è determinata come segue: il sifone viene aperto a pieno regime e con l'aiuto di una torcia bypassa i punti di possibile perdita d'aria attraverso le perdite. Tali luoghi sono contrassegnati con il gesso e, durante la riparazione di una locomotiva a vapore, vengono eliminati saldando e sostituendo bulloni e parti difettosi. Per sigillare la grande porta, tra essa e il quadrato di rilegatura della camera da fumo viene interposto del cartone di amianto. Per evitare che l'aria esterna venga aspirata nella camera da fumo, le perdite tra i tubi del vapore ei bordi dei fori della camera da fumo sono sigillate con guarnizioni in acciaio con guarnizioni in amianto.

La tenuta dei collegamenti dei tubi di ingresso del vapore e degli elementi del surriscaldatore con il collettore viene verificata su una locomotiva a vapore caldo avviando il vapore, poiché il suo passaggio peggiora il vuoto nella camera da fumo. La buona tenuta della camera di fumo contribuisce alla combustione intensiva del carburante, al suo consumo economico e all'elevata produzione di vapore della caldaia della locomotiva a vapore.

Sul mercato moderno viene presentata un'ampia varietà di modelli di caldaie per riscaldamento. Differenza fondamentale tra i diversi modelli è il vettore energetico che ne garantisce il funzionamento. Può essere gas, elettricità, combustibili solidi, combustibili liquidi o loro combinazioni.

Tuttavia, il dispositivo di vari modelli è molto simile, differiscono solo alcune sfumature specifiche.

La caldaia di riscaldamento è elemento chiave sistema di riscaldamento. Può essere utilizzato anche per fornire acqua calda in casa. A seconda della funzionalità, può essere a circuito singolo oa doppio circuito. I primi sono destinati esclusivamente al riscaldamento, il secondo - al riscaldamento e al riscaldamento dell'acqua.

Riscaldatori a circuito singolo e doppio

Il dispositivo di un dispositivo a circuito singolo include solo un circuito con un liquido di raffreddamento, che fornisce il riscaldamento dei radiatori nell'impianto di riscaldamento. L'acqua o l'antigelo possono fungere da refrigerante. Per fornire acqua calda, è necessario connettersi a dispositivo a circuito singolo caldaia speciale.

Se è installata una caldaia a doppio circuito, non sarà necessario installare e collegare una caldaia aggiuntiva. Uno di questi fornirà il riscaldamento del vettore di calore dell'impianto di riscaldamento e il secondo - l'acqua che verrà fornita alla tubazione di alimentazione dell'acqua calda.

Nella maggior parte dei casi, il gas viene utilizzato come vettore energetico per la caldaia di riscaldamento. La popolarità di questo tipo di carburante è associata alla relativa disponibilità e al basso costo. Alcuni modelli di apparecchiature a gas sono dotati di telecamera chiusa combustione. In questo caso, l'aria ambiente non verrà utilizzata per la combustione del gas. Un tale dispositivo consente di installare apparecchiature in qualsiasi stanza della casa, per questo non è necessario attrezzare uno speciale locale caldaia separato.

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Gli elementi principali e ausiliari del design della caldaia

La distribuzione del combustibile può essere effettuata attraverso un apposito collettore, e per motivi di sicurezza il dispositivo è dotato di un sistema di controllo della fiamma. Questo aiuta a prevenire incendi o esplosioni di gas. Il design della caldaia di riscaldamento include un bruciatore con aste speciali per la rimozione del calore. Se noi stiamo parlando non su apparecchiature a gas, quindi al posto del bruciatore c'è un focolare o un elemento riscaldante, a seconda del vettore energetico utilizzato. Il corpo è dotato di un efficiente strato termoisolante, che permette di sfruttare al massimo il calore.

Deve includere i seguenti elementi:

• un sistema per la regolazione del funzionamento, compreso un indicatore di pressione e valvole di distribuzione, che consentono di distribuire uniformemente la fornitura di liquido di raffreddamento riscaldato sia ai radiatori più vicini alla caldaia che a quelli più distanti;
• focolare, bruciatore o accendino piezoelettrico;
• una spirale lungo la quale si muove il liquido di raffreddamento;
• trasformatore di accensione;
• interruttore principale.

Oltre ai dispositivi di controllo e elementi riscaldanti, dispositivo apparecchiature di riscaldamento include vaso di espansione e pompa di circolazione. Il primo è progettato per ricevere un liquido di raffreddamento, che aumenterà di volume dopo il riscaldamento. Il secondo assicura il movimento del liquido di raffreddamento attraverso il sistema.

Interessante design dei dispositivi combinati. Ad esempio, se la caldaia può funzionare a gas e diesel, per cambiare il combustibile di lavoro è sufficiente sostituire la testata. Caldaie combinate sono appropriati se si prevede di riequipaggiare l'impianto di riscaldamento in futuro e di cambiare il tipo principale di combustibile utilizzato. In questo caso, non è necessario sostituire l'attrezzatura.

Moderno apparecchi di riscaldamento dotato di dashboard che permette di monitorare facilmente il corretto funzionamento del dispositivo. Anche le caldaie per combustibili solidi possono avere tali pannelli, inclusi indicatori di temperatura, pressione e altro.

Pertanto, il dispositivo delle moderne caldaie per riscaldamento viene costantemente migliorato e diventa sempre più funzionale. Grazie a ciò, il funzionamento di qualsiasi modello di caldaia è notevolmente semplificato.

Ventilatore

produttività - 1000 m.h;

testa - 120 m. Arte.;

potenza motore 7,0 kW

numero di giri - 1000 giri/min;

tensione 380 v.

Bruciatori a gasolio

Produttività su olio combustibile - 9000 kg/h a Pmaz = 18 - 20 atm.

Il bruciatore ha un'alimentazione di gas periferica e un nebulizzatore meccanico di olio combustibile, gli ugelli sono raffreddati dall'aria delle ventole di soffiaggio durante il funzionamento. Gli iniettori non funzionanti devono essere rimossi.

Per pulire la superficie riscaldante convettiva della caldaia dai depositi eoliani, è previsto il soffiaggio con acqua di rete.

Qualità rete idrica l'ingresso nella caldaia deve soddisfare le seguenti norme:

A) la durezza carbonatica non deve superare i 4000 meq/kg;

C) l'anidride carbonica libera dovrebbe essere assente.

Camera di combustione della caldaia

La camera di combustione della caldaia è progettata per bruciare olio combustibile ad alto potere calorifico e gas naturale. Le dimensioni della camera di combustione sono 6,23 x 6,28 mq, l'altezza della parte prismatica è di 5,3 M. Le pareti sono completamente schermate con tubi  60 x 3,5 con passo 64 mm. Le parti inclinate dell'imbuto freddo del focolare sono ricoperte di argilla refrattaria. Le feritoie dei bruciatori sono costituite da anelli tubolari borchiati inclusi nella circolazione della caldaia, ricoperti da massa di cromite. Le feritoie dei bruciatori n. 3, 4, 13, 14 sono inclinate di 15 0 , il resto di 10 0 , tutti i tubi di schermatura sono interconnessi cinghie orizzontali rigidità con incrementi di altezza di 2,8 m.

Il volume della camera di combustione è di 245 m 3 , la superficie di irraggiamento degli schermi è di 224 m 2 . Durante il lavaggio, l'acqua di risciacquo viene scaricata attraverso le guarnizioni idrauliche delle vasche dei fanghi nella fossa dell'acqua acida.

parte convettiva

La parte convettiva è composta da 96 sezioni. Ciascuna sezione è costituita da serpentine ad "U" costituite da tubi 28x3 mm, estremità saldate in riser 88x3,5 mm. Le bobine sono sfalsate con un passo di 64 mm e 38 mm. Nel corso dei gas, la parte convettiva è divisa in 2 pacchetti, la cui distanza è di 60 mm. La superficie riscaldante della parte convettiva è di 2960 m 2 .

Lavaggio caldaia

Per pulire la parte convettiva della caldaia dai depositi di cenere, è previsto il lavaggio con acqua di rete. Il lavaggio viene effettuato fornendo acqua di rete tramite ugelli fissati su tubazioni poste nella cassetta del gas sopra la parte convettiva.

Valvole di sicurezza caldaia

Le valvole di sicurezza sono installate all'uscita della tubazione della rete della caldaia:

Valvola di sicurezza “regolata a P = 16m/cm2, n. 2 a P = 16; # 3, # 4 lo stesso.

Protezione in PVC 1-2-3-4 quando le caldaie funzionano a gasolio.

Per garantire un funzionamento affidabile e senza interruzioni della caldaia, è prevista la seguente protezione PVK, che agisce sugli arresti della caldaia per combustibile:

Quando la pressione dell'acqua dietro la caldaia supera le 16 atm.

Quando la pressione dell'acqua dietro la caldaia scende al di sotto di 8,0 atm

Con una diminuzione del flusso d'acqua attraverso la caldaia:

in modalità di picco inferiore a 1750 t/h;

Quando la temperatura dell'acqua dietro la caldaia supera i 1550°C

Quando la pressione diminuisce, olio combustibile a P = 10 ata

Quando la torcia nel forno si spegne per 3 secondi.

Interblocchi tecnologici PVK 1-2-3-4

1. La valvola sulla tubazione comune dell'olio combustibile alla caldaia, la valvola sul ritorno dell'olio combustibile dalla caldaia può essere aperta solo se:

la presenza di una certa portata d'acqua attraverso la caldaia di almeno 1700 t/h, per la quale è necessario aprire le valvole 1640, 1641 e regolare la portata con la valvola 1642 almeno 1700 t/h;

portando la chiave del circuito di protezione in posizione “on”;

la pressione nell'oleodotto non è inferiore a 10 atm;

accendendo i ventilatori dei bruciatori pilota per ventilare il focolare almeno 2 - nella seguente combinazione: 5 e 12 oppure 6 e 11, oppure tutti i quattro ventilatori sopra indicati.

2. La valvola a saracinesca n. 1640 sulla tubazione dell'acqua alla caldaia può essere chiusa solo dopo che la valvola sulla tubazione comune dell'olio combustibile alla caldaia è stata chiusa e l'olio combustibile ritorna dalla caldaia.

3. L'alimentazione del combustibile ai bruciatori pilota è possibile solo dopo l'accensione delle chiavi, gli accenditori in posizione “on” e lo spegnimento dei ventilatori dei bruciatori pilota.

4. Quando si chiude la valvola n° 1640 a monte della caldaia, la valvola n° 1641 dopo la chiusura automatica della caldaia.

Gestione del PVC

Oltre ai bruciatori, dallo scudo termico vengono controllati:

saracinesche sull'alimentazione idrica della caldaia 31640

saracinesche sull'uscita dell'acqua dalla caldaia n. 1641

valvola della linea di bypass dell'acqua di rete n. 1642

valvola di alimentazione e prelievo dell'olio combustibile dalla caldaia

valvola di alimentazione del gas ai dispositivi di accensione.

Lo scudo ha:

interruttori tipo carburante 1pt 2pt

Interruttore di protezione PDT (per gas e olio)

chiave per testare l'allarme e la protezione dell'OZ

tasto per la ricezione del segnale KS.

Segnalazione di processo

Sul pannello luminoso della scheda, i segnali di funzionamento di una qualsiasi delle protezioni della caldaia, nonché i segnali di disconnessione dei circuiti di protezione, abbassamento della temperatura dell'olio combustibile alla caldaia e malfunzionamenti sui gruppi valvole n. 1640 e n. 1641, sono posti. Il segnale viene captato dal tasto KS. Il pannello luminoso si spegnerà solo dopo aver eliminato il malfunzionamento. Il collaudo della segnalazione si effettua con la chiave del COP. In questo caso, la chiamata e l'intero display vengono testati contemporaneamente.

Allarme

La segnalazione prevede un allarme luminoso e sonoro per l'arresto di emergenza di ventilatori, bruciatori e, inoltre, per i bruciatori automatizzati (n. 7, 8, 9, 10) - allarme luminoso e sonoro per discrepanza tra la posizione delle valvole di intercettazione e i ventilatori di i relativi bruciatori. Inoltre lo schema per ventilatori bruciatori automatizzati prevede un allarme per il loro arresto di emergenza. La segnalazione luminosa per tutti i bruciatori automatizzati è fornita da lampade di segnalazione.

Controllo tecnologico

Sullo scudo termico vengono visualizzati i seguenti dispositivi:

Misura e registrazione della temperatura dell'acqua di rete prima e dopo la caldaia e dei fumi.

Controllo accenditori di bruciatori pilota.

Misurazione della temperatura dell'olio

Misurazione della pressione dell'acqua prima e dopo la caldaia, olio combustibile.

Scarico nella fornace, dietro le caldaie.

Registrazione del flusso d'acqua attraverso la caldaia.

Nome valore

Dimensione

Modalità picco

Modalità di base

Consumo di carburante

kgm 3 /ora

Temperatura acqua ingresso caldaia

Temperatura acqua uscita caldaia

Temperatura esterna

efficienza della caldaia

Stress termico apparente del volume del forno

Kcal/m3/ora

La temperatura dei gas all'uscita del forno

Temperatura dei gas dietro gli involucri inferiori della parte convettiva

Temperatura fumi

Volume d'acqua insieme alle tubazioni all'interno del locale caldaia

Una caldaia a vapore è un dispositivo utilizzato nella vita di tutti i giorni e nell'industria. È progettato per trasformare l'acqua in vapore. Il vapore risultante viene successivamente utilizzato per riscaldare l'alloggiamento o ruotare le turbomacchine. Cosa sono le macchine a vapore e dove sono più richieste?

Una caldaia a vapore è una macchina per la produzione di vapore. In questo caso, il dispositivo può produrre 2 tipi di vapore: saturo e surriscaldato. Il vapore saturo ha una temperatura di 100ºC e una pressione di 100 kPa. Il vapore surriscaldato è caratterizzato da alta temperatura (fino a 500ºC) e alta pressione (oltre 26 MPa).

Nota: Il vapore saturo viene utilizzato nel riscaldamento di case private, surriscaldate - nell'industria e nell'energia. Trasferisce meglio il calore, quindi l'uso vapore surriscaldato aumenta l'efficienza dell'impianto.

Dove vengono utilizzate le caldaie a vapore?

1. V sistema di riscaldamento- il vapore è un vettore energetico.
2. Nel settore energetico, i motori a vapore industriali (generatori di vapore) vengono utilizzati per generare elettricità.
3. Nell'industria, il vapore surriscaldato può essere utilizzato per convertire in movimento meccanico e spostare i veicoli.

Caldaie a vapore: ambito

domestico dispositivi a vapore utilizzato come fonte di calore per il riscaldamento domestico. Riscaldano un contenitore d'acqua e guidano il vapore risultante nei tubi di riscaldamento. Spesso un tale sistema è dotato di un forno a carbone fisso o di una caldaia. Solitamente, Elettrodomestici per il riscaldamento con vapore si crea solo vapore saturo non surriscaldato.

Per applicazioni industriali il vapore è surriscaldato. Si continua a riscaldare dopo l'evaporazione per aumentare ulteriormente la temperatura. Tali installazioni richiedono un'esecuzione di alta qualità per prevenire l'esplosione del serbatoio del vapore.

Il vapore surriscaldato della caldaia può essere utilizzato per generare elettricità o movimento meccanico. Come succede? Dopo l'evaporazione, il vapore entra turbina a vapore. Qui il flusso di vapore fa ruotare l'albero. Questa rotazione viene ulteriormente trasformata in elettricità. È così che si ottiene l'energia elettrica nelle turbine delle centrali elettriche: quando l'albero delle turbomacchine ruota, viene generata una corrente elettrica.

Oltre l'istruzione corrente elettrica, la rotazione dell'albero può essere trasmessa direttamente al motore e alle ruote. Di conseguenza, il trasporto del vapore entra in movimento. Esempio famoso motore a vapore- locomotiva. In esso, quando il carbone veniva bruciato, l'acqua veniva riscaldata, formata vapore saturo, che faceva ruotare l'albero motore e le ruote.

Il principio di funzionamento della caldaia a vapore

La fonte di calore per il riscaldamento dell'acqua in una caldaia a vapore può essere qualsiasi tipo di energia: solare, geotermica, elettrica, calore di combustione combustibile solido o gas. Il vapore risultante è un liquido di raffreddamento, trasferisce il calore di combustione del carburante nel luogo della sua applicazione.

V vari disegni caldaie a vapore utilizzate schema generale scaldare l'acqua e trasformarla in vapore:

• L'acqua viene pulita e immessa nel serbatoio con l'ausilio di una pompa elettrica. Di norma, il serbatoio si trova nella parte superiore della caldaia.
• Dal serbatoio, l'acqua scorre lungo i tubi fino al collettore.
• Dal collettore l'acqua risale nuovamente verso l'alto attraverso la zona di riscaldamento (combustione del combustibile).
• All'interno del tubo dell'acqua si forma vapore che, sotto l'influenza della differenza di pressione tra il liquido e il gas, sale.
• Nella parte superiore, il vapore passa attraverso un separatore. Qui viene separato dall'acqua, i cui resti vengono restituiti alla vasca. Il vapore entra quindi nella linea del vapore.
• Se questa non è una semplice caldaia a vapore, ma un generatore di vapore, i suoi tubi passano di nuovo attraverso la zona di combustione e riscaldamento.

Dispositivo caldaia a vapore

Una caldaia a vapore è un contenitore all'interno del quale l'acqua riscaldata evapora e forma vapore. Di norma, questa è una pipa di varie dimensioni.

Oltre al tubo dell'acqua, le caldaie hanno una camera di combustione (al suo interno brucia il carburante). Il design del forno è determinato dal tipo di combustibile per il quale è progettata la caldaia. Se è carbone duro, legna da ardere, c'è una griglia sul fondo della camera di combustione. Ha carbone e legna da ardere. Dal basso, l'aria passa attraverso la griglia nella camera di combustione. Per una trazione efficace (movimento dell'aria e combustione del carburante), i focolari sono disposti nella parte superiore.

Se il vettore energetico è liquido o gassoso (olio combustibile, gas), nella camera di combustione viene introdotto un bruciatore. Per il movimento dell'aria, fanno anche un'entrata e un'uscita ( grattugiare e camino).

Il gas caldo dalla combustione del carburante sale in un contenitore d'acqua. Riscalda l'acqua ed esce attraverso il camino. L'acqua riscaldata al punto di ebollizione inizia ad evaporare. Il vapore sale ed entra nei tubi. Le cose stanno così circolazione naturale coppia nel sistema.

Classificazione delle caldaie a vapore

caldaie a vapore classificati secondo diversi criteri. A seconda del tipo di carburante su cui lavorano:

• gas;
• carbone;
• carburante;
• elettrico.

Intenzionalmente:

• domestico;
• industriale;
• energia;
• raccolta differenziata.

Per caratteristiche di progettazione:

• tubo del gas;
• tubo dell'acqua.

Diamo un'occhiata alla differenza tra il design delle macchine del tubo del gas e del tubo dell'acqua.

Caldaie a gas e a tubi d'acqua: differenze

Il recipiente di generazione del vapore è spesso un tubo o più tubi. L'acqua nei tubi viene riscaldata dai gas caldi formati durante la combustione del carburante. I dispositivi in ​​cui i gas salgono verso i tubi con l'acqua sono chiamati caldaie a tubi di gas. Lo schema dell'unità tubo gas è mostrato in figura.

Schema di una caldaia a tubi di gas: 1 - alimentazione di combustibile e acqua, 2 - camera di combustione, 3 e 4 - tubi di fuoco con gas caldo che va oltre il camino (posizioni 13 e 14 - camino), 5 - griglia tra i tubi, 6 - ingresso acqua , l'uscita è indicata dal numero 11 - la sua uscita, inoltre, all'uscita è presente un dispositivo per misurare la quantità di acqua (indicata dal numero 12), 7 - uscita vapore, la sua zona la formazione è indicata dal numero 10, 8 - separatore di vapore, 9 - superficie esterna un contenitore in cui circola l'acqua.

Esistono altri modelli in cui il gas si muove attraverso un tubo all'interno di un contenitore d'acqua. In tali dispositivi, i serbatoi d'acqua sono chiamati tamburi e i dispositivi stessi sono chiamati caldaie a vapore a tubi d'acqua. A seconda della posizione dei fusti dell'acqua, caldaie a tubi d'acqua sono classificati in orizzontale, verticale, radiale, nonché combinazioni di diverse direzioni del tubo. Nella figura è mostrato un diagramma del movimento dell'acqua attraverso una caldaia a tubi d'acqua.

Schema di una caldaia a tubi d'acqua: 1 - alimentazione del carburante, 2 - forno, 3 - tubi per il movimento dell'acqua; la direzione del suo movimento è indicata dai numeri 5,6 e 7, il luogo di ingresso dell'acqua è 13, il luogo di uscita dell'acqua è 11 e il luogo di scarico è 12, 4 è la zona in cui l'acqua inizia a girare in vapore, 19 è la zona dove c'è sia vapore che acqua, 18 - zona vapore, 8 - pareti divisorie che dirigono il movimento dell'acqua, 9 - camino e 10 - camino, 14 - uscita vapore attraverso il separatore 15, 16 - superficie esterna del serbatoio dell'acqua (fusto).

Caldaie a gas e a tubi d'acqua: confronto

Per confrontare le caldaie a gas e a tubi d'acqua, ecco alcuni fatti:

1. La dimensione dei tubi per acqua e vapore: per le caldaie a tubi di gas, i tubi sono più grandi, per le caldaie a tubi d'acqua, sono più piccoli.
2. La potenza di una caldaia a tubi di gas è limitata da una pressione di 1 MPa e da una capacità di generazione di calore fino a 360 kW. È connesso con grande taglia tubi. Possono generare una notevole quantità di vapore e alta pressione. Un aumento della pressione e della quantità di calore generata richiede un notevole ispessimento delle pareti. Il prezzo di una tale caldaia con pareti spesse sarà irragionevolmente alto, non economicamente redditizio.
3. La potenza di una caldaia a tubi d'acqua è superiore a quella di una caldaia a tubi di gas. Qui vengono utilizzati tubi di piccolo diametro. Pertanto, la pressione e la temperatura del vapore possono essere superiori a quelle delle unità a tubo del gas.

Nota: Le caldaie a tubi d'acqua sono più sicure, più potenti, producono alta temperatura e consentire sovraccarichi significativi. Questo dà loro un vantaggio rispetto alle unità a tubo del gas.

Elementi aggiuntivi dell'unità

nella costruzione caldaia a vapore può comprendere oltre alla camera di combustione e alle tubazioni (fusti) la circolazione dell'acqua e del vapore. Inoltre, vengono utilizzati dispositivi che aumentano l'efficienza del sistema (aumentare la temperatura del vapore, la sua pressione, la quantità):

1. Surriscaldatore: aumenta la temperatura del vapore oltre i +100ºC. Questo, a sua volta, aumenta l'economia e l'efficienza della macchina. La temperatura del vapore surriscaldato può raggiungere i 500 ºC (è così che funzionano le caldaie a vapore nelle centrali nucleari). Il vapore viene inoltre riscaldato nei tubi in cui entra dopo l'evaporazione. Allo stesso tempo, può avere una propria camera di combustione o essere integrato in una comune caldaia a vapore. Strutturalmente si distinguono i surriscaldatori per convezione e per irraggiamento. Le strutture radianti riscaldano il vapore 2-3 volte di più rispetto a quelle di convezione.
2. Separatore di vapore: rimuove l'umidità dal vapore e lo rende asciutto. Ciò aumenta l'efficienza del dispositivo, la sua efficienza.
3. Un accumulatore di vapore è un dispositivo che preleva vapore dal sistema quando ce n'è molto e lo aggiunge al sistema quando non ce n'è abbastanza.
4. Dispositivo per la preparazione dell'acqua - riduce la quantità di ossigeno disciolto nell'acqua (che previene la corrosione), rimuove i minerali disciolti nell'acqua (con reagenti chimici). Queste misure impediscono l'intasamento dei tubi con il calcare, che compromette il trasferimento di calore e crea le condizioni per la combustione dei tubi.

Inoltre, sono presenti valvole di scarico della condensa, riscaldatori d'aria e, naturalmente, un sistema di monitoraggio e controllo. Include un interruttore e un interruttore del bruciatore, regolatori automatici consumo di acqua, carburante.

Generatore di vapore: potente motore a vapore

Un generatore di vapore è una caldaia a vapore dotata di diversi dispositivi aggiuntivi. Il suo design include uno o più surriscaldatori intermedi, che aumentano la potenza del suo funzionamento di decine di volte. Dove vengono utilizzati i potenti motori a vapore?

I generatori di vapore sono utilizzati principalmente nelle centrali nucleari. Qui, con l'aiuto del vapore, l'energia del decadimento di un atomo viene convertita in elettricità. Descriviamo due metodi per riscaldare l'acqua e generare vapore in un reattore:

1. L'acqua lava il recipiente del reattore dall'esterno, mentre si riscalda e raffredda il reattore. Pertanto, la formazione di vapore avviene in un circuito separato (l'acqua viene riscaldata contro le pareti del reattore e trasferisce il calore al circuito di evaporazione). In questo progetto viene utilizzato un generatore di vapore, che funge da scambiatore di calore.
2. I tubi per l'acqua di riscaldamento scorrono all'interno del reattore. Quando i tubi vengono immessi nel reattore, questo diventa una camera di combustione e il vapore viene trasferito direttamente al generatore elettrico. Questo progetto è chiamato reattore ad acqua bollente. Non è necessario un generatore di vapore.

Unità a vapore industriali - macchine potenti che forniscono elettricità alle persone. Unità domestiche - lavorano anche al servizio dell'uomo. Le caldaie a vapore ti consentono di riscaldare la casa e di esibirti vari lavori, e anche fare la parte del leone energia elettrica per impianti metallurgici. Le caldaie a vapore sono la spina dorsale dell'industria.

Il dispositivo delle caldaie ad acqua calda KV è regolato da GOST 30735-2001 "Caldaie per il riscaldamento dell'acqua calda con una potenza termica da 0,1 a 4,0 MW" e si applica a caldaie con una pressione dell'acqua di esercizio fino a 0,6 MPa (6 kgf / cm2) e temperatura massima acqua all'uscita della caldaia fino a 115 ° C, destinata alla fornitura di calore di edifici e strutture.

Il calcolo termico delle caldaie viene effettuato secondo il metodo normativo "Calcolo termico delle caldaie". Kuznetsov N.V., Mitor V.V. ed altri 1973

Il calcolo idraulico delle caldaie viene effettuato secondo il metodo standard "Calcolo idraulico delle caldaie". Baldina O.M. ed altri 1978

Il calcolo aerodinamico delle caldaie viene effettuato secondo il metodo standard "Calcolo aerodinamico delle caldaie". Mochan SI

Il dispositivo delle caldaie ad acqua calda KV

Le caldaie per acqua calda con una capacità fino a 4,0 MW sono realizzate con disposizione orizzontale a tubi lisci in acciaio. Il rame rappresenta il blocco integrale costituito da due parti fornace e convettiva. Parte del forno - composta da pannelli in acciaio: laterale, soffitto, anteriore e posteriore. Nella parte del forno della caldaia sul forno avviene il processo di combustione del combustibile, il calore irradiato viene trasferito ai pannelli con l'aiuto dello scambio di calore convettivo e radiativo e riscalda il liquido di raffreddamento (acqua). Per aumentare la capacità di trasferimento del calore dei pannelli del forno, questi sono a tenuta di gas (una striscia di acciaio è saldata tra i tubi). Nella parte del forno della caldaia, la temperatura dei gas caldi, a seconda del tipo di combustibile, raggiunge i 1000 - 1200 C. All'uscita del forno, la temperatura scende a 800 C.

Dopo la parte del forno della caldaia, i gas caldi entrano nel blocco convettivo costituito da sezioni convettive. Le sezioni convettive sono pannelli di montanti e tubi saldati al loro interno. Nel blocco convettivo, la temperatura dei gas caldi diminuisce a 180 -200 C. Per migliorare il trasferimento di calore nel blocco convettivo della caldaia, i tubi sono disposti a scacchiera e viene installata una partizione. I gas compiono un movimento verso il basso e verso l'alto ed escono dalla sommità del blocco caldaia.

Il dispositivo di isolamento per caldaie ad acqua calda deve garantire che non vi sia aspirazione di aria esterna nell'unità caldaia e che la temperatura del mantello della caldaia non sia superiore a 50°C. Per fare ciò, isolare il sistema di tubazioni placche minerali PTE e installare il rivestimento decorativo in lamiere di acciaio installato sul telaio.

La pulizia dei pannelli convettivi della caldaia dai depositi di fuliggine e cenere viene effettuata tramite portelli nel rivestimento isolante della caldaia. A corretto funzionamento installazione della caldaia, impostazione competente del tiraggio e dell'esplosione, seguendo le raccomandazioni del produttore, non si formano depositi di cenere e fuliggine sui pannelli della caldaia.

Il dispositivo del sistema idraulico della caldaia

Il circuito idraulico della caldaia deve fornire il riscaldamento del liquido di raffreddamento (acqua) di 25 C. L'intervallo stimato di temperatura dell'acqua nella caldaia è 115-90 C o 95-70 C.

Inoltre, il circuito idraulico deve fornire portate d'acqua che riducano al minimo la formazione di incrostazioni ed escludano la formazione di zone stagnanti. Per fare ciò, nei collettori della caldaia sono installati deflettori che dirigono il movimento dell'acqua nella caldaia e forniscono la velocità necessaria. V vari modelli caldaie per acqua calda KV, ingresso e uscita acqua è possibile nel collettore camera di combustione, collettori a pannelli convettivi superiori o inferiori, mentre la posizione dell'ingresso-uscita non influisce sulla differenza di temperatura e cambia facilmente a seconda delle specifiche del cliente, secondo lo schema del suo locale caldaia.

Per rimuovere i fanghi formatisi durante il funzionamento nella parte del tubo della caldaia, sono previsti scarichi nei collettori inferiori. Le prese d'aria sono installate nei collettori superiori per rimuovere l'aria.

Fornire condizioni di sicurezza modalità operative e di progettazione caldaie ad acqua calda sono dotati di valvole di sicurezza e di intercettazione e controllo, strumentazione e dispositivi di sicurezza. Valvole di intercettazione serve per scaricare l'acqua dalla caldaia a rete di riscaldamento, fornitura acqua di ritorno in una caldaia ad acqua calda, scaricando l'acqua dalla caldaia, per spurgo intermittente e rimozione dei fanghi. I dispositivi di controllo e misurazione, i termometri e i manometri forniscono la misurazione della pressione e della temperatura all'ingresso e all'uscita dell'acqua dalle caldaie ad acqua calda.

Il dispositivo delle caldaie a combustibile solido KV

A seconda della potenza della caldaia caldaie a combustibile solido può essere con focolare manuale e meccanico:

• focolare ed
• focolare a griglia
• focolare con griglia rotante RPK
• focolare ZP RPK con ruota ZP e griglie rotanti
• forno TShPM
• forno TLPH
• forno TLZM

Il dispositivo delle caldaie a gas e combustibili liquidi

Caldaie a gas e combustibili liquidi con cui KVA può funzionare vari tipi bruciatori importati e produzione domestica, per questo, fori e elementi di fissaggio sono realizzati sulla piastra frontale per il bruciatore selezionato.