Una caldera de vapor es uno de los dispositivos más antiguos para convertir la energía térmica en trabajo mecánico, en el que el fluido de trabajo es vapor de agua. El diseño de las calderas de vapor no ha cambiado en cientos de años. Por definición, se entiende por caldera de vapor un dispositivo diseñado para producir vapor de agua de alto potencial. Una gran cantidad de varios modelos de varios diseños se utilizan en el mercado, tanto en la vida cotidiana como en la industria. En este artículo nos familiarizaremos con el principio de funcionamiento, las normas de funcionamiento y el alcance de la aplicación de las calderas de vapor.
El principio básico de operación de varios tipos de calderas de vapor no cambia y es simple: en una caldera en un volumen cerrado, el agua se calienta con su transformación en vapor de agua, que posteriormente se utiliza para realizar un trabajo útil. La fuente de energía para la calefacción puede ser la energía del sol, la tierra o más gas tradicional, combustible sólido o electricidad.
Dependiendo del propósito de las calderas, el vapor producido se divide en dos tipos: saturado y sobrecalentado. El vapor saturado se caracteriza por una temperatura del orden de 100 ° C y una presión dentro de una atmósfera. Es generado por calderas domésticas y se utiliza principalmente en sistemas de calefacción de viviendas particulares.
El vapor sobrecalentado es una fuente de energía de alto potencial con una temperatura de hasta 500 ° C, puede estar bajo presión hasta 260 atmósferas. El ámbito de aplicación del vapor sobrecalentado: plantas industriales e ingeniería de energía: rotación de turbinas en plantas térmicas y nucleares. Las instalaciones que producen vapor sobrecalentado se caracterizan por una mayor eficiencia.
La disposición de las calderas de vapor de varios tipos es idéntica y difiere solo en detalles menores.En la primera etapa, hay una etapa obligatoria de purificación de agua a partir de sales metálicas y exceso de oxígeno. Esto es necesario para evitar la formación de incrustaciones y corrosión de los elementos de la caldera. El óxido y la escala reducen significativamente la efectividad del dispositivo y, en algunos casos, pueden dejarlo completamente inutilizable.
El agua purificada se suministra a un tanque especial, desde el cual pasa a través de una tubería hasta el colector en la parte inferior de la caldera, donde se encuentra la zona de calentamiento. Aquí, el agua se calienta a 100 ° C y la formación de vapor de agua, que se eleva independientemente a través de las tuberías.
El vapor resultante contiene una gran cantidad de humedad y no es apto para su uso, por lo que el siguiente paso es drenar el fluido de trabajo. El vapor seco ingresa a la línea de vapor para su uso previsto.
En las calderas industriales para producir vapor sobrecalentado, en la última etapa de la línea de vapor, el vapor saturado se calienta adicionalmente para aumentar su temperatura y presión a límites predeterminados.
De acuerdo con el principio descrito anteriormente, todas las calderas de vapor funcionan, la diferencia en el dispositivo está solo en el tamaño de la caldera, el tipo y la ubicación del colector, la presencia de dispositivos de seguridad, la complejidad de la automatización, así como el tipo de combustible utilizado para la operación.
Caldera de vapor: un dispositivo que funciona bajo presión y relacionado con instalaciones peligrosas. Si se usa incorrectamente, es posible una quemadura térmica con vapor sobrecalentado y, en casos excepcionales, una explosión de toda la instalación.
Al operar tales calderas, es importante observar estrictamente las reglas de operación del dispositivo prescritas por el fabricante y los documentos reglamentarios.
¡IMPORTANTE! La instalación y el mantenimiento periódico solo deben ser realizados por especialistas calificados.
Las principales razones del fracaso de las calderas de vapor, según las estadísticas, son:
- tratamiento de agua de baja calidad, lo que aumenta la corrosión de los elementos de la caldera y reduce significativamente su eficiencia;
- falta de lectura periódica de la cámara de combustión de combustible;
- Configuración incorrecta de la automatización de la caldera.
La presencia de dispositivos de seguridad y control de automatización, sujetos a una instalación y configuración profesional, hace que las modernas calderas de vapor sean dispositivos seguros.
Las calderas de vapor en términos de aplicación se dividen en dos grandes clases de doméstico e industrial.
Los electrodomésticos generan vapor de agua saturado, que se usa como refrigerante para los sistemas de calefacción. Típicamente, tales sistemas funcionan con combustibles sólidos o líquidos.
Las calderas industriales utilizan vapor sobrecalentado a alta presión, lo que puede aumentar significativamente la eficiencia de los dispositivos. El carbón, el fuel oil, el gas o la energía de descomposición atómica se utilizan como combustible para las plantas industriales.
Las calderas de vapor industriales se utilizan en la industria de la energía eléctrica, producción, construcción, etc. Estos dispositivos se pueden llamar la base de la industria. Estos son solo algunos ejemplos de aplicaciones industriales:
- vapor de estructuras de hormigón;
- esterilización y desinfección en la industria alimentaria;
- generación de energía;
- accionamiento de actuadores de máquinas y mecanismos.
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