Caldera de vapor: principi de funcionament i tipus de calderes

Què és una caldera de vapor?

Una caldera (també coneguda com a caldera de vapor) és un recipient tancat on es calenta un fluid (normalment aigua). El fluid no necessàriament hi bull. El fluid calentat o vaporitzat surt de la caldera per utilitzar-se en diversos processos o aplicacions de calefacció, com la cuina, l'aigua o la calefacció central, o la generació d'energia basada en calderes. Les calderes (o més específicament les calderes de vapor) són una part essencial de les centrals tèrmiques.

Principi de funcionament de la caldera

El principi bàsic de funcionament de la caldera és molt simple i fàcil d'entendre. La caldera és essencialment un recipient tancat dins el qual es desa aigua. El combustible (generalment carbó) es crema en un forn i es produeixen gasos calents.

Aquests gasos calents entren en contacte amb el recipient d'aigua, on el calor d'aquests gasos calents es transmet a l'aigua i, en conseqüència, es produeix vapor a la caldera.

Aleshores aquest vapor es condueix a la turbina de la central tèrmica. Hi ha molts tipus diferents de calderes utilitzades per diferents propòsits, com ara fer funcionar una unitat de producció, esterilitzar una àrea, desinfectar equips, escalfar l'entorn, etc.

Eficiència de la caldera de vapor

El percentatge de calor total exportat pel vapor de sortida en el calor total subministrat pel combustible (carbó) s'anomena eficiència de la caldera de vapor.

Inclou l'eficiència tèrmica, l'eficiència de combustió i l'eficiència del combustible al vapor. L'eficiència de la caldera de vapor depèn de la mida de la caldera utilitzada. Una eficiència típica de la caldera de vapor és del 80% al 88%.

En realitat, hi ha algunes pèrdues com la combustió incompleta, la pèrdua radiativa que ocorre des de les parets del voltant de la caldera de vapor, gassos de combustió defectuosos, etc. Per tant, l'eficiència de la caldera de vapor dóna aquest resultat.

Tipus de calderes

Hi ha principalment dos tipus de calderes – caldera de tubs d'aigua i caldera de tubs de foc.

En la caldera de tubs de foc, hi ha diversos tubs a través dels quals passen els gasos calents i l'aigua envolta aquests tubs.

La caldera de tubs d'aigua és l'oposat de la caldera de tubs de foc. En la caldera de tubs d'aigua, l'aigua es calenta dins els tubs i els gasos calents envolten aquests tubs.

Aquests són els dos tipus principals de calderes, però cada un d'aquests tipus es pot subdividir en molts més, que discutirem més endavant.

Caldera de tubs de foc

Com indica el nom, la caldera de tubs de foc consta de diversos tubs a través dels quals passen els gasos calents. Aquests tubs de gasos calents estan immersos en aigua, en un recipient tancat.

En realitat, en la caldera de tubs de foc, un recipient tancat o capsa conté aigua, a través de la qual passen els tubs calents.

Aquests tubs de foc o tubs de gasos calents escalfen l'aigua i la converteixen en vapor, i el vapor roman en el mateix recipient.

Com que l'aigua i el vapor estan en el mateix recipient, una caldera de tubs de foc no pot produir vapor a una pressió molt alta.

Generalment, pot produir un màxim de 17,5 kg/cm2 i amb una capacitat de 9 tones mètriques de vapor per hora.

Tipus de caldera de tubs de foc

Hi ha diferents tipus de calderes de tubs de foc, com ara, forns externs i interns de calderes de tubs de foc.
Les calderes de forn extern es poden categoritzar de nou en tres tipus diferents-

1. Caldera de Tub Retorn Horitzontal.

2. Caldera de Forn Curt.

3. Caldera Compacta.

De nou, la caldera de forn intern de tubs de foc també té dues categories principals com ara la caldera de tubs horitzontals i la caldera de tubs verticals de tubs de foc.

Normalment, la caldera de tub de retorn horitzontal s'utilitza en centrals tèrmiques de baixa capacitat. Consisteix en un tambor horitzontal en el qual hi ha diversos tubs horitzontals. Aquests tubs estan immersos en aigua.

El combustible (normalment carbó) es crema sota aquest tambor horitzontal i els gasos combustibles es mouen cap a l'arrere, on entren als tubs de foc i viatgen cap a l'avant en la caixa de fum.

Durant aquest viatge dels gasos en els tubs, transfereixen el seu calor a l'aigua i apareixen bombolles de vapor. Com es produeix el vapor, es desenvolupa la pressió de la caldera, en aquest recipient tancat.

Avantatges de la caldera de tubs de foc

Els avantatges de les calderes de tubs de foc inclouen—

1. És bastant compacta en la seva construcció.

2. Es pot satisfer fàcilment la fluctuació de la demanda de vapor.

3. També és bastant barata.

Desavantatges de la caldera de tubs de foc