Caldaia a tubi di fiamma: una guida completa

Una caldaia a tubi di fiamma è un tipo di caldaia che utilizza i gas caldi provenienti da un fuoco per riscaldare l'acqua all'interno di una serie di tubi. I tubi sono circondati dall'acqua in un contenitore sigillato. Il calore dei gas si trasferisce attraverso le pareti dei tubi per conduzione termica, creando vapore che può essere utilizzato per vari scopi.

Le caldaie a tubi di fiamma sono uno dei tipi più antichi e basilari di caldaie. Furono ampiamente utilizzate nel XVIII e XIX secolo, specialmente per locomotive a vapore e altri motori a vapore. Oggi, le caldaie a tubi di fiamma vengono ancora utilizzate per alcune applicazioni industriali e commerciali, come il riscaldamento, la generazione di energia elettrica e il vapore di processo.

In questo articolo, spiegheremo la definizione, i tipi, i vantaggi, gli svantaggi e le applicazioni delle caldaie a tubi di fiamma. Incorporeremo anche contenuti dalle prime 5 pagine correlate su Bing sull'argomento e aggiungeremo link esterni a fonti pertinenti.

Cosa è una Caldaia a Tubi di Fiamma?

Una caldaia a tubi di fiamma è definita come una caldaia che consiste in un contenitore sigillato riempito d'acqua e una serie di tubi che lo attraversano. I tubi contengono gas caldi provenienti da un fuoco (solitamente alimentato da carbone, olio o gas) che riscaldano l'acqua e generano vapore.

I componenti principali di una caldaia a tubi di fiamma sono:

• Fornace: La camera dove il combustibile viene bruciato per produrre gas caldi.

• Tubi di fiamma: I tubi che trasportano i gas caldi dalla fornace alla scatola fumaria.

• Scatola fumaria: La camera dove i gas caldi vengono raccolti e evacuati attraverso il camino.

• Cupola del vapore: La parte superiore della caldaia dove il vapore viene raccolto e distribuito agli usciti.

• Sovrarriscaldatore: Un dispositivo opzionale che riscalda ulteriormente il vapore per renderlo asciutto e sovrariscaldato.

• Griglia: La piattaforma dove il combustibile viene posizionato per la combustione.

• Ingresso dell'acqua di alimentazione: Il tubo che fornisce acqua alla caldaia.

• Uscita del vapore: Il tubo che fornisce vapore alla destinazione desiderata.

Il funzionamento di una caldaia a tubi di fiamma è semplice e diretto. Il combustibile viene bruciato nella fornace, creando gas caldi che passano attraverso i tubi di fiamma. Il calore dei gas si trasferisce all'acqua che circonda i tubi, aumentandone la temperatura e la pressione. Il vapore poi risale alla cupola del vapore, dove può essere prelevato per vari scopi. L'acqua viene rifornita attraverso l'ingresso dell'acqua di alimentazione.

La pressione e la temperatura del vapore dipendono dalle dimensioni e dal design della caldaia, nonché dalla qualità e quantità del combustibile. In generale, le caldaie a tubi di fiamma possono produrre vapore a bassa o media pressione (fino a 17,5 bar) e a bassa o media capacità (fino a 9 tonnellate metriche all'ora).

Uno dei principali svantaggi delle caldaie a tubi di fiamma è che hanno una capacità limitata di produrre vapore ad alta pressione e alta capacità. Questo perché hanno un singolo grande serbatoio che contiene sia acqua che vapore, il che rende difficile controllare la loro pressione e temperatura. Inoltre, le caldaie a tubi di fiamma sono soggette a esplosioni se il loro serbatoio si rompe a causa di una pressione eccessiva o di danni.

Tipi di Caldaie a Tubi di Fiamma

Esistono diversi tipi di caldaie a tubi di fiamma basati su vari criteri, come:

• Posizione della fornace: Esistono due categorie principali di caldaie a tubi di fiamma in base alla posizione della loro fornace: fornace esterna e fornace interna. Le caldaie con fornace esterna hanno la fornace all'esterno del serbatoio principale, mentre quelle con fornace interna hanno la fornace all'interno o attaccata ad esso.

• Orientamento dell'asse della caldaia: Esistono due categorie principali di caldaie a tubi di fiamma in base al loro orientamento: orizzontale e verticale. Le caldaie orizzontali hanno il loro asse parallelo al terreno, mentre quelle verticali hanno il loro asse perpendicolare ad esso.

• Numero e forma dei tubi di fiamma: Esistono vari tipi di caldaie a tubi di fiamma in base al numero e alla forma dei loro tubi di fiamma, come ad esempio a singolo tubo, a multipli tubi, a tubi rettilinei, a tubi curvi, ecc.

Alcuni dei tipi più comuni di caldaie a tubi di fiamma sono:

Caldaia Cochran

Una caldaia Cochran è un tipo di caldaia a tubi di fiamma verticale che ha una carcassa cilindrica con una sommità a cupola. Ha uno o più tubi di fiamma che corrono lungo la sua lunghezza. Ha anche una fornace esterna che può essere alimentata a carbone o a olio.

Una caldaia Cochran può produrre vapore a bassa pressione (fino a 10,5 bar) e a bassa capacità (fino a 3500 kg all'ora). È compatta e facile da operare. Viene principalmente utilizzata per applicazioni industriali su piccola scala, come il riscaldamento, la generazione di energia elettrica e il vapore di processo.

Caldaia Cornish

Una caldaia Cornish è un tipo di caldaia a tubi di fiamma orizzontale che ha una lunga carcassa cilindrica con un singolo grande flue contenente il fuoco. Ha un design semplice e un costo di manutenzione basso. Può produrre vapore a media pressione (fino a 12 bar) e a media capacità (fino a 6500 kg all'ora).

Una caldaia Cornish fu sviluppata da Richard Trevithick nel 1812 e fu ampiamente utilizzata per motori a vapore nell'industria mineraria. È simile a una caldaia Lancashire ma ha solo un flue invece di due.

Caldaia Locomotiva

Una caldaia locomotiva è un tipo di caldaia a tubi di fiamma orizzontale che ha una fornace interna e un gran numero di tubi di fiamma. Ha anche un'estensione all'estremità chiamata scatola fumaria, che ospita la griglia e fornisce superficie di riscaldamento extra. Ha inoltre un sovratascaldatore che aumenta la temperatura e l'asciuttezza del vapore.

Una caldaia locomotiva può produrre vapore ad alta pressione (fino a 25 bar) e alta capacità (fino a 9000 kg all'ora). È veloce nel produrre vapore e reattiva ai cambiamenti di carico. Fu principalmente utilizzata per alimentare le locomotive a vapore fino a quando queste furono sostituite da motori a diesel o elettrici.

Caldaia Scotch Marine

Una caldaia Scotch marine è un tipo di caldaia a tubi di fiamma orizzontale che ha uno o più grandi serbatoi cilindrici contenenti due o più fornaci e diversi tubi di fiamma. Ha anche una camera di ritorno umido esterna che ne migliora l'efficienza e riduce il peso.

Una caldaia Scotch marine può produrre vapore ad alta pressione (fino a 30 bar) e alta capacità (fino a 27000 kg all'ora). È robusta nella costruzione e adatta per applicazioni marine, come il riscaldamento, la generazione di energia elettrica e la propulsione.

Vantaggi della Caldaia a Tubi di Fiamma