Circuit d'aigua d'alimentació i vapor de la caldera
Hi ha diferents components presents en el circuit d'aigua de alimentació i vapor de la caldera i hauríem de conèixer alguns components essencials d'aquests circuits, que són l'economitzador, els tambors de la caldera, les tubes d'aigua i el supercalefactor.
Economitzador
L'economitzador és un intercanviador de calor que pren calor dels gasos de fum, i augmenta la temperatura de l'aigua d'alimentació que ve del capçal comú d'aigua d'alimentació fins a la temperatura de saturació corresponent a la pressió de la caldera.
Llançar als gasos de fum de alta temperatura a l'atmosfera implica una gran pèrdua d'energia. Utilitzant aquests gasos per escalfar l'aigua d'alimentació, es pot assolir una major eficiència i millor economia, i per això l'intercanviador de calor s'anomena "economitzador".
Estructuralment, l'economitzador és una col·lecció d'elements tubulars buits corbats a través dels quals passa l'aigua d'alimentació. L'exterior de les tubes es calenta amb els gasos de fum exhaust. Més nombre de tubes d'aigua, més serà la superfície d'intercanvi de calor. El nombre de tubes i la secció transversal dels tubes estan predissegnats segons els paràmetres requerits de la caldera.
En la corba T-S superior, la zona ombrosa il·lustra la zona de l'economitzador. La calor absorbida per l'aigua d'alimentació es denota per 'Qeco'.
Un altre component essencial del Circuit d'Aigua d'Alimentació i Vapor
és el Tambor de la Caldera.
Tambors de la Caldera
Es fan servir dos tipus de tambors de caldera en tots els tipus de calderes, el tambor de vapor i el tambor de fang. Ambdós tambors tenen funcions específiques.
Tambor de Vapor
Les funcions del tambor de vapor en el circuit d'aigua d'alimentació i vapor són:
Emmagatzemar aigua i vapor suficient per a satisfer les demandes variables de càrrega.
Proporcionar una cota i, així, ajudar a la circulació natural de l'aigua a través de les tubes d'aigua.
Separar el vapor o vapor de la mescla d'aigua-vapor descarregada pels conductors ascendants.
Ajudar en tractaments químics per eliminar l'O2 dissolt i mantenir el pH requerit.
Separar el vapor de les mescles de dues fases al tambor de vapor:
El vapor ha de separar-se de la mescla abans de deixar el tambor, perquè:
Qualsevol humitat portada amb el vapor conté salts dissolts. En el supercalefactor, l'aigua evapora i els salts romandepositats a la superfície interna de les tubes formant una escala. Aquesta escala redueix la vida útil dels supercalefactors.
Algunes de les impuretes en la humitat (com la sílica vaporitzada) poden causar depòsits en les paletes de la turbina.
Una de les funcions importants del tambor de vapor és separar el vapor de la mescla d'aigua-vapor. A baixa pressió (inferior a 20 bar; 1 bar = 1,0197 kg/cm2) es fa servir la separació per gravetat. En aquest mètode, les partícules d'aigua es desenganxen del vapor degut a la densitat més alta.
Com la pressió dins del tambor de la caldera augmenta, la densitat del vapor augmenta, ja que el vapor és molt comprimible. Per tant, la diferència entre les densitats del vapor i de l'aigua disminueix. Per tant, la separació per gravetat esdevé ineficient.
Per tant, en el tambor de vapor de les calderes d'alta pressió, hi ha algunes disposicions mecàniques (conegudes com a interiors del tambor o disposicions anti-priming) per separar el vapor de l'aigua.
La següent imatge il·lustra diverses disposicions anti-priming utilitzades en les centrals tèrmiques:
Els baffles són separadors que separan la mescla d'aigua-vapor calenta del vapor sec i proporcionen un camí guiat pel vapor sec.
En el separador ciclònic, la mescla de dues fases d'aigua-vapor es permet moure en un camí helicoidal i, gràcies a les forces centrífugues, les partícules d'aigua es separen de la mescla de dues fases. Les petites ales interiors del separador ciclònic recullen les partícules d'aigua depositades.
En el netejador, la mescla de dues fases es permet moure en un camí zigzag i això proporciona l'estadi final de secatge del vapor.
Després del netejador, el vapor es permet moure cap al supercalefactor a través d'una pantalla perforada.
Tambor de Fang
El tambor de fang és un altre capçal situat a la part inferior de la caldera i normalment ajuda a la circulació natural de l'aigua a través de les tubes de vapor. El tambor de fang sol contenir aigua a la temperatura de saturació, i també els salts i impuretes precipitats coneguts com a suspensions. Es lava periòdicament per eliminar la suspensió obrint la válvula de descàrrega.
Tubes d'Aigua
Aquests són també essencials per al circuit d'aigua d'alimentació i vapor de la caldera
Les tubes d'aigua són tubs buits corbats o rectes a través dels quals circula la mescla d'aigua-vapor. Hi ha dos tipus de tubes d'aigua, a saber, el descendent i l'ascendent. Aquest ensamblatge de descendent i ascendent també es coneix com a evaporador (o caldera pròpia). En l'evaporador, es produeix el canvi real d'estat de l'aigua a vapor. En el diagrama T-S al costat, s'il·lustra la zona de l'evaporador. 'Qeva' és la calor absorbida per l'evaporador. Principalment, és la calor latent de vaporització de l'aigua.
Tubes Descendents d'Aigua
Com el nom indica, els descendents són les tubes d'aigua a través de les quals l'aigua baixa del tambor de vapor al tambor de fang (vegeu la figura). Cap bombolla de vapor no hauria de fluir juntament amb l'aigua saturada del tambor als descendents. Això reduiria la diferència de densitat i la cota de pressió per la circulació natural.
Tubes Ascendents d'Aigua
Els ascendents són les tubes d'aigua a través de les quals la mescla d'aigua-vapor a la temperatura de saturació ascendeix del tambor de fang al tambor de vapor. Els ascendents solen estar prop de les fornals, mentre que els descendents estan allunyats de les fornals.
