Circuito di alimentazione dell'acqua e del vapore della caldaia
Nel circuito di alimentazione e vapore della caldaia sono presenti diversi componenti, e dovremmo conoscere alcuni componenti essenziali di questi circuiti, che sono Economizzatore, botti della caldaia, tubi dell'acqua e super riscaldatore.
Economizzatore
L'Economizzatore è uno scambiatore di calore che cattura il calore dai gas di scarico e aumenta la temperatura dell'acqua di alimentazione proveniente dall'intestazione comune dell'acqua di alimentazione fino alla temperatura di saturazione corrispondente alla pressione della caldaia.
Buttare i gas di scarico ad alta temperatura nell'atmosfera comporta una grande perdita di energia. Utilizzando questi gas per riscaldare l'acqua di alimentazione, si può ottenere un'efficienza maggiore ed un'economia migliore, da qui il nome "Economizzatore".
Strutturalmente, l'economizzatore è una raccolta di elementi tubolari vuoti e curvi attraverso i quali passa l'acqua di alimentazione. L'esterno dei tubi viene riscaldato dai gas di scarico. Più sono i tubi dell'acqua, maggiore sarà la superficie di scambio termico. Il numero di tubi e la sezione trasversale dei tubi sono pre-progettati in base ai parametri richiesti della caldaia.
Nella curva T-S sopra, la parte ombreggiata illustra la zona dell'economizzatore. Il calore assorbito dall'acqua di alimentazione è indicato con 'Qeco'.
Un altro componente essenziale del Circuito di Alimentazione e Vapore
è la Bottiglia della Caldaia.
Botti della Caldaia
Ci sono due tipi di botti della caldaia utilizzate in tutti i tipi di caldaie: la bottiglia del vapore e la bottiglia del fango. Entrambe le bottiglie hanno funzioni specifiche.
Bottiglia del Vapore
Le funzioni della bottiglia del vapore nel circuito di alimentazione e vapore sono:
Immagazzinare acqua e vapore sufficienti per soddisfare le varie esigenze di carico.
Fornire una testa e quindi favorire la circolazione naturale dell'acqua attraverso i tubi dell'acqua.
Separare il vapore o il vapore dal miscuglio acqua-vapore, scaricato dai risalenti.
Aiutare nei trattamenti chimici per rimuovere l'O2 disciolto e mantenere il pH richiesto.
Separazione del vapore dai miscugli bifasi nella bottiglia del vapore:
Il vapore deve essere separato dal miscuglio prima che lasci la bottiglia, perché:
Ogni umidità portata con il vapore contiene sali disciolti. Nel super riscaldatore, l'acqua evapora e i sali rimangono depositati sulla superficie interna dei tubi formando una patina. Questa patina riduce la vita dei super riscaldatori.
Alcuni degli impurità nell'umidità (come la silice vaporizzata) possono causare depositi sulle lame della turbina.
Una delle funzioni importanti della bottiglia del vapore è separare il vapore dal miscuglio acqua-vapore. A bassa pressione (sotto 20 bar; 1 bar = 1.0197 kg/cm2) viene utilizzata la semplice separazione per gravità. Con il metodo della separazione per gravità, le particelle d'acqua si disengaggiano dal vapore a causa della densità più elevata.
Man mano che la pressione all'interno della bottiglia della caldaia aumenta, la densità del vapore aumenta, poiché il vapore è molto comprimibile. Pertanto, la differenza tra le densità del vapore e dell'acqua diminuisce. Di conseguenza, la separazione per gravità diventa inefficiente.
Pertanto, nella bottiglia del vapore delle caldaie ad alta pressione, ci sono alcune disposizioni meccaniche (conosciute come interni della bottiglia o disposizioni anti-schiuma) per separare il vapore dall'acqua.
La seguente immagine illustra diverse disposizioni anti-schiuma utilizzate nelle centrali termoelettriche:
I baffle sono separatori che separano il miscuglio acqua-vapore caldo dal vapore asciutto e forniscono un percorso guidato per il vapore asciutto.
Nei separatori ciclonici il miscuglio acqua-vapore a due fasi viene fatto muovere su un percorso elicoidale e, a causa delle forze centrifughe, le particelle d'acqua si separano dal miscuglio a due fasi. Le piccole pale all'interno del separatore ciclonico raccolgono le particelle d'acqua depositate.
Nello scrubber il miscuglio a due fasi viene fatto muovere su un percorso a zig-zag e fornisce l'ultima fase di asciugatura del vapore.
Dopo lo scrubber, il vapore viene fatto passare al super riscaldatore attraverso uno schermo perforato.
Bottiglia del Fango
La bottiglia del fango è un altro header situato nella parte inferiore della caldaia e solitamente aiuta nella circolazione naturale dell'acqua attraverso i tubi del vapore. La bottiglia del fango contiene solitamente acqua alla temperatura di saturazione, nonché i sali e le impurità precipitate noti come fanghi. Viene periodicamente lavata per rimuovere il fango aprendo la valvola di scarico.
Tubi dell'Acqua
Questi sono anche essenziali per il circuito di alimentazione e vapore della caldaia
I tubi dell'acqua sono tubi vuoti piegati o dritti attraverso i quali circola il miscuglio acqua-vapore. Ci sono due tipi di tubi dell'acqua, ovvero down-comer e riser. Questo assembly down-comer, riser è anche noto come Evaporatore (o caldaia propria). Nell'evaporatore avviene effettivamente lo stato di cambiamento dall'acqua al vapore. Nella diagramma T-S accanto, la zona dell'evaporatore è illustrata. 'Qeva' è il calore assorbito dall'evaporatore. È principalmente il calore latente di vaporizzazione dell'acqua.
Down-comers Tubi dell'Acqua
Come suggerisce il nome, i down-comers sono i tubi dell'acqua attraverso i quali l'acqua scende dalla bottiglia del vapore alla bottiglia del fango (vedi fig.). Non dovrebbero fluire bolle di vapore insieme all'acqua saturata dal tamburo ai down-comers. Questo ridurrebbe la differenza di densità e la testa di pressione per la circolazione naturale.
Riser Tubi dell'Acqua
I riser sono i tubi dell'acqua attraverso i quali il miscuglio acqua-vapore a due fasi alla temperatura di saturazione sale dalla bottiglia del fango alla bottiglia del vapore. I riser sono solitamente vicini ai forni, mentre i down-comers sono lontani dai forni.
Super Riscaldatori
Il super riscaldatore è un'altra parte importante del
