Una caldaia a vapore è uno dei dispositivi più antichi per convertire l'energia termica in lavoro meccanico, in cui il fluido di lavoro è vapore acqueo. Il design delle caldaie a vapore non è cambiato da centinaia di anni. Per definizione, per caldaia a vapore si intende un dispositivo progettato per produrre vapore acqueo ad alto potenziale. Un gran numero di vari modelli di vari design sono utilizzati sul mercato, utilizzati sia nella vita di tutti i giorni che nell'industria. In questo articolo impareremo a conoscere il principio di funzionamento, le regole di funzionamento e il campo di applicazione delle caldaie a vapore.
Il principio di base del funzionamento di vari tipi di caldaie a vapore è invariato e semplice: in una caldaia a volume chiuso, l'acqua viene riscaldata con la sua trasformazione in vapore acqueo, che viene successivamente utilizzata per eseguire lavori utili. La fonte di energia per il riscaldamento può essere l'energia del sole, della terra o del gas più tradizionale, del combustibile solido o dell'elettricità.
A seconda dello scopo delle caldaie, il vapore prodotto è diviso in due tipi: saturo e surriscaldato. Il vapore saturo è caratterizzato da una temperatura dell'ordine di 100 ° C e da una pressione all'interno di un'atmosfera. È generato da caldaie domestiche e viene utilizzato principalmente nei sistemi di riscaldamento di case private.
Il vapore surriscaldato è una fonte di energia ad alto potenziale con una temperatura fino a 500 ° C, può essere sotto pressione fino a 260 atmosfere. Il campo di applicazione del vapore surriscaldato: impianti industriali e ingegneria energetica - rotazione delle turbine nelle centrali termiche e nucleari. Gli impianti che producono vapore surriscaldato sono caratterizzati da una maggiore efficienza.
La disposizione delle caldaie a vapore di vari tipi è identica e differisce solo per dettagli minori.Nella prima fase, c'è una fase obbligatoria di purificazione dell'acqua da sali metallici e ossigeno in eccesso. Ciò è necessario per prevenire la formazione di incrostazioni e corrosione degli elementi della caldaia. La ruggine e la scala riducono significativamente l'efficacia del dispositivo e in alcuni casi possono renderlo completamente inutilizzabile.
L'acqua purificata viene fornita ad un apposito serbatoio, dal quale passa attraverso una tubazione al collettore nella parte inferiore della caldaia, dove si trova la zona di riscaldamento. Qui, l'acqua viene riscaldata a 100 ° C e la formazione di vapore acqueo, che sale indipendentemente attraverso i tubi.
Il vapore risultante contiene una grande quantità di umidità ed è inadatto all'uso, quindi il passo successivo è drenare il fluido di lavoro. Il vapore secco entra nella linea del vapore per l'uso previsto.
Nelle caldaie industriali per produrre vapore surriscaldato, nell'ultima fase della linea del vapore, il vapore saturo viene ulteriormente riscaldato per aumentare la sua temperatura e pressione a limiti prestabiliti.
Secondo il principio sopra descritto, tutte le caldaie a vapore funzionano, la differenza nel dispositivo è solo nelle dimensioni della caldaia, nel tipo e nella posizione del collettore, nella presenza di dispositivi di sicurezza, nella complessità dell'automazione e nel tipo di combustibile utilizzato per il funzionamento.
Caldaia a vapore - un dispositivo funzionante sotto pressione e relativo ad installazioni pericolose. Se usato in modo improprio, è possibile un'ustione termica con vapore surriscaldato e, in casi eccezionali, un'esplosione dell'intera installazione.
Quando si utilizzano tali caldaie, è importante osservare rigorosamente le regole di funzionamento del dispositivo prescritte dal produttore e i documenti normativi.
IMPORTANTE! L'installazione e la manutenzione periodica devono essere eseguite solo da specialisti qualificati.
Le ragioni principali del guasto delle caldaie a vapore, secondo le statistiche, sono:
- trattamento delle acque di bassa qualità, con conseguente aumento della corrosione degli elementi della caldaia e riduzione significativa della sua efficienza;
- mancanza di lettura periodica della camera di combustione del carburante;
- impostazione errata dell'automazione della caldaia.
La presenza di dispositivi di sicurezza e controllo dell'automazione, soggetti a installazione e configurazione professionali, rende i moderni dispositivi di sicurezza per caldaie a vapore.
Le caldaie a vapore in termini di applicazione sono divise in due grandi classi di domestiche e industriali.
Gli elettrodomestici generano vapore acqueo saturo, che viene utilizzato come refrigerante per i sistemi di riscaldamento. In genere, tali sistemi funzionano con combustibili solidi o liquidi.
Le caldaie industriali utilizzano vapore surriscaldato ad alta pressione, che può aumentare significativamente l'efficienza dei dispositivi. Carbone, olio combustibile, gas o energia di decadimento atomico sono usati come combustibile per impianti industriali.
Le caldaie a vapore industriali sono utilizzate nell'industria elettrica, nella produzione, nella costruzione, ecc. Questi dispositivi possono essere definiti la base del settore. Ecco alcuni esempi di applicazioni industriali:
- cottura a vapore di strutture in calcestruzzo;
- sterilizzazione e disinfezione nell'industria alimentare;
- generazione di energia;
- azionare attuatori di macchine e meccanismi.
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