Uma caldeira de vapor é um dos dispositivos mais antigos para converter energia térmica em trabalho mecânico, no qual o fluido de trabalho é vapor de água. O projeto de caldeiras a vapor não mudou por centenas de anos. Por definição, uma caldeira a vapor é entendida como significando um dispositivo concebido para produzir vapor de água de elevado potencial. Um grande número de vários modelos de vários desenhos são utilizados no mercado, utilizados tanto na vida cotidiana como na indústria. Neste artigo vamos nos familiarizar com o princípio de operação, regras de operação e o escopo de aplicação de caldeiras a vapor.
O princípio básico de operação de vários tipos de caldeiras a vapor é inalterado e simples - em uma caldeira em um volume fechado, a água é aquecida com sua transformação em vapor de água, que é posteriormente usado para realizar trabalhos úteis. A fonte de energia para aquecimento pode ser a energia do sol, terra ou gás mais tradicional, combustível sólido ou eletricidade.
Dependendo da finalidade das caldeiras, o vapor produzido é dividido em dois tipos: saturado e superaquecido. O vapor saturado é caracterizado por uma temperatura da ordem de 100 ° C e pressão dentro de uma atmosfera. É gerado por caldeiras domésticas e é usado principalmente em sistemas de aquecimento de casas particulares.
O vapor superaquecido é uma fonte de energia de alto potencial com temperatura de até 500 ° C, podendo estar sob pressão de até 260 atmosferas. O escopo de aplicação de vapor superaquecido: plantas industriais e engenharia de energia - rotação de turbinas em usinas térmicas e nucleares. Instalações produzindo vapor superaquecido são caracterizadas por maior eficiência.
O arranjo de caldeiras a vapor de vários tipos é idêntico e difere apenas em pequenos detalhes.No primeiro estágio, há um estágio obrigatório de purificação de água a partir de sais metálicos e excesso de oxigênio. Isto é necessário para evitar a formação de incrustações e a corrosão dos elementos da caldeira. Ferrugem e escala reduzem significativamente a eficácia do dispositivo e, em alguns casos, podem torná-lo inutilizável.
A água purificada é fornecida a um tanque especial, do qual passa por uma tubulação até o coletor na parte inferior da caldeira, onde está localizada a zona de aquecimento. Aqui, a água é aquecida a 100 ° C e a formação de vapor de água, que se eleva independentemente através dos tubos.
O vapor resultante contém uma grande quantidade de umidade e é inadequado para uso, então o próximo passo é drenar o fluido de trabalho. O vapor seco entra na linha de vapor para o uso pretendido.
Em caldeiras industriais para produzir vapor superaquecido, no último estágio da linha de vapor, o vapor saturado é adicionalmente aquecido para aumentar sua temperatura e pressão para limites predeterminados.
De acordo com o princípio descrito acima, todas as caldeiras a vapor funcionam, a diferença no dispositivo é apenas no tamanho da caldeira, o tipo e localização do coletor, a presença de dispositivos de segurança, a complexidade da automação, bem como o tipo de combustível usado para operação.
Caldeira a vapor - um dispositivo que opera sob pressão e relacionado a instalações perigosas. Se usado incorretamente, uma queimadura térmica com vapor superaquecido é possível e, em casos excepcionais, uma explosão de toda a instalação.
Ao operar tais caldeiras, é importante observar rigorosamente as regras de operação do dispositivo prescritas pelo fabricante e pelos documentos regulamentares.
IMPORTANTE! A instalação e a manutenção periódica devem ser realizadas apenas por especialistas qualificados.
As principais razões para o fracasso de caldeiras a vapor, segundo as estatísticas, são:
- tratamento de água de baixa qualidade, levando ao aumento da corrosão dos elementos da caldeira e reduzindo significativamente sua eficiência;
- falta de leitura periódica da câmara de combustão de combustível;
- configuração incorreta da automação da caldeira.
A presença de dispositivos de segurança e controle de automação, sujeitos a instalação e configuração profissional, torna as caldeiras a vapor modernas dispositivos seguros.
Caldeiras a vapor em termos de aplicação são divididas em duas grandes classes de domésticas e industriais.
Eletrodomésticos gerar vapor de água saturada, que é usado como um refrigerante para sistemas de aquecimento. Normalmente, esses sistemas funcionam com combustíveis sólidos ou líquidos.
Caldeiras industriais usam vapor superaquecido sob alta pressão, o que pode aumentar significativamente a eficiência dos dispositivos. Carvão, óleo combustível, gás ou energia de decaimento atômico são usados como combustível para plantas industriais.
Caldeiras industriais a vapor são utilizadas na indústria de energia elétrica, produção, construção, etc. Esses dispositivos podem ser chamados de base do setor. Aqui estão apenas alguns exemplos de aplicações industriais:
- vaporização de estruturas de concreto;
- esterilização e desinfecção na indústria alimentar;
- geração de energia;
- acionando atuadores de máquinas e mecanismos.
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