Le caldaie a vapore sono insostituibili in numerosi processi tecnologici. Il loro scopo principale è generare vapore saturo e surriscaldato, che può essere prodotto in due modi diversi.
Le caldaie a vapore sono più ampiamente utilizzate come uno degli elementi del ciclo tecnologico per la produzione di energia elettrica nelle centrali termiche. Il vapore di queste caldaie entra nelle pale della turbina a vapore, azionandolo e il generatore. Inoltre, il vapore saturo è richiesto in numerosi processi per la lavorazione di materie prime metalliche e chimiche, tessuti e materie plastiche.
Nelle utenze della rete di riscaldamento, le caldaie a vapore vengono utilizzate per il riscaldamento indiretto dell'acqua negli impianti di riscaldamento e per l'utilizzo del calore dei prodotti della combustione delle caldaie a gas. Esistono due tipi principali di caldaie, che differiscono nel principio del dispositivo generatore di vapore.
Generatori di vapore a tamburo
Le caldaie a tamburo sono le più sicure, sebbene siano caratterizzate da una grande complessità del dispositivo. Tipicamente, tali caldaie sono installate insieme a forni a vortice e ciclone, nei cui condotti di scarico si trova un economizzatore - un sistema di tubi chiuso posato nelle pareti o nella cavità del condotto di scarico, attraverso il quale passano i prodotti di combustione ad alta temperatura. Nell'economizzatore, l'acqua viene preriscaldata, dopo di che entra attraverso i tubi montanti in un tamburo, un contenitore di grandi dimensioni con acqua bollente.
Mentre si muove attraverso i tubi, l'acqua si riscalda ancora di più, quindi si osserva un'ebollizione molto attiva nel tamburo. Il vapore generato a seguito dell'evaporazione entra nel surriscaldatore, dove la sua temperatura sale, e quindi alla turbina o ad un'altra catena tecnologica. L'acqua che si raffredda e si deposita sul fondo del tamburo attraversa il ciclo di circolazione e viene nuovamente alimentata ai tubi montanti.
Caldaie a vapore a flusso diretto
Nelle caldaie a flusso diretto non c'è il tamburo, quindi i parametri del vapore in uscita sono controllati esclusivamente dalla temperatura. L'efficienza di tali caldaie è molto inferiore rispetto alle caldaie a tamburo, ma la velocità di generazione del vapore è aumentata. Il sistema della caldaia interna è un sistema di tubazioni sequenziale con tre parti principali. Innanzitutto, l'acqua entra nell'economizzatore per il riscaldamento primario. Quindi viene pompato sotto pressione nei tubi dell'evaporatore, dove bolle ed evapora attivamente mentre si muove. Successivamente, il flusso di vapore caldo entra nella serpentina del surriscaldatore, dove la temperatura e la pressione aumentano.
Il principio del gasdotto
Entrambi i tipi di caldaie possono avere sia tubi dell'acqua che del gas. La differenza è che nel primo caso l'acqua e il vapore passano attraverso i tubi, mentre il mezzo di riscaldamento si trova attorno ad essi. Nel secondo caso, i gas riscaldati durante la combustione vengono trasportati attraverso tubi a bassa velocità e essi stessi vengono deposti all'interno di un contenitore con acqua o vapore.
