Conceptions de chaudières. La conception du système hydraulique d'une chaudière à eau chaude

Un élément d'une chaudière fixe conçu pour collecter et distribuer le fluide de travail, combinant un groupe de tuyaux, est appelé collectionneur.

Un élément de chaudière conçu pour collecter et distribuer le fluide de travail, séparer la vapeur de l'eau, purifier la vapeur et stocker l'eau dans la chaudière est appelé tambour.

Un élément de chaudière conçu pour transférer de la chaleur au fluide de travail ou à l'air est appelé surface chauffante.

La surface chauffante d'une chaudière qui reçoit de la chaleur principalement par rayonnement est appelée surface de chauffage par rayonnement.

La surface chauffante d'une chaudière qui reçoit de la chaleur principalement par convection est appelée surface chauffante par convection.

La surface de chauffe d'une chaudière fixe, située sur les parois du foyer et des conduits de fumée et les protégeant des températures élevées, est appelée écran.

Un groupe de tuyaux de la surface convective génératrice de vapeur d'une chaudière fixe, reliés par des collecteurs ou des tambours communs, est appelé poutre de chaudière.

Le tuyau de chaudière à travers lequel l'eau en circulation pénètre dans le collecteur de distribution de la conduite montante ou le tambour inférieur est appelé tuyau de descente.

Le tuyau de chaudière à travers lequel le mélange vapeur-eau est évacué du collecteur à tamis vers le tambour ou le cyclone à distance est appelé tuyau de sortie du tamis.

Un tuyau non chauffé à travers lequel environnement de travail est transmis d'un élément de la surface chauffante à un autre, appelé tuyau de dérivation.

Le tuyau par lequel l'eau et la vapeur sont purgées ou évacuées des éléments de surface chauffante de la chaudière est appelé tuyau de purge.

Un dispositif permettant d'augmenter la température de la vapeur au-dessus de la température de saturation correspondant à la pression dans la chaudière est appelé surchauffeur.

Un appareil chauffé par des produits de combustion de combustible et conçu pour chauffer ou vaporiser partiellement l'eau entrant dans la chaudière est appelé économiseur.

Un dispositif permettant de chauffer l'air avec des produits de combustion de combustible avant de l'introduire dans le four de la chaudière est appelé aérotherme.

Un dispositif de chaudière conçu pour séparer l'eau de la vapeur est appelé dispositif de séparation.

Un dispositif permettant d'abaisser la température de la vapeur surchauffée est appelé désurchauffeur.

Transporteur structure métallique, en prenant la charge de la masse de la chaudière, en tenant compte du temps et charges spéciales et en fournissant les informations requises arrangement mutuel les éléments de chaudière sont appelés cadre.

Un dispositif de chaudière conçu pour brûler du combustible organique, refroidir partiellement les produits de combustion et libérer des cendres est appelé foyer

Le four à chaudière conçu pour brûler du combustible organique en morceaux solides dans un lit est appelé foyer à couches.

Le four à couches de la chaudière, dans lequel le chargement du combustible et l'élimination des scories et des cendres sont partiellement mécanisés, est appelé foyer semi-mécanique.

Le four à couches de la chaudière, dans lequel le chargement du combustible et l'élimination des scories et des cendres se font manuellement, est appelé chemin de la main.

Le four à couches de la chaudière, dans lequel le chargement du combustible et l'élimination des scories et des cendres sont entièrement mécanisés, est appelé foyer mécanique.

Le four de chaudière dans lequel du combustible pulvérisé, liquide ou gazeux est brûlé dans une torche est appelé chambre de combustion.

Four à chambre de chaudière à circulation multiple du mélange air-carburant, obtenu formulaire spécial les parois du foyer, la disposition des brûleurs et la méthode d'alimentation en combustible et en air sont appelés foyer vortex.

Le four à chambre d'une chaudière, dans lequel la majeure partie du combustible est brûlée dans un flux combustible-air rotatif, est appelé foyer cyclonique.

Le four chaudière, dans quelle partie combustible solide est brûlé dans la couche, et les fractions fines et les gaz inflammables sont brûlés dans un courant d'air au-dessus de la couche, appelé foyer à couche de torche.

La partie de la chaudière dans laquelle se produisent l'allumage et la combustion de la majeure partie du combustible est appelée chambre de combustion.

La partie de la chaudière dans laquelle le combustible brûle et les produits de combustion sont partiellement refroidis est appelée chambre de refroidissement.

Rétrécissement local coupe transversale les foyers de chaudières sont appelés en pinçant le foyer.

La partie de la chambre de combustion dans laquelle se produisent le chauffage, le séchage du combustible et parfois son allumage et sa combustion est appelée foyer.

La partie inférieure du four à chambre de la chaudière, destinée à éliminer les scories solides, est appelée entonnoir froid.

La partie inférieure du four chaudière, formée de surfaces ou grilles horizontales et légèrement inclinées, est appelée maison

Le canal conçu pour diriger les produits de combustion du combustible et accueillir les surfaces chauffantes de la chaudière est appelé cheminée.

La partie inférieure du conduit de fumée de la chaudière, destinée à collecter les cendres tombant du flux des produits de combustion du combustible, est appelée cendrier.

La trémie de collecte des scories solides, située sous l'entonnoir froid d'une chaudière fixe, s'appelle trémie à scories.

Un dispositif de collecte et d'élimination des scories fondues, situé sous le foyer d'une chaudière fixe, est appelé bain de scories.

Bonjour! En fonction de la caractéristiques de conception Les surfaces chauffantes génératrices de vapeur se distinguent entre les chaudières à tubes de gaz et les chaudières à tubes d'eau.

Une chaudière à tubes de gaz est un tambour cylindrique, à l'intérieur duquel 1 à 2 tuyaux d'un diamètre de d = 0,6 à 1 m sont placés parallèlement à l'axe (chaudières à tubes de fumée) ou un grand nombre de tuyaux de petit diamètre d = 50-60 mm (chaudières avec tubes de fumée). Les gaz de combustion du foyer pénètrent dans les tuyaux, qui sont lavés de l'extérieur avec de l'eau bouillante. La vapeur d'eau résultante du haut du tambour est envoyée au surchauffeur ou directement au consommateur. Ces chaudières présentent un certain nombre d'inconvénients importants (grandes consommation spécifique métal, productivité limitée, paramètres de vapeur faibles), ils sont donc relativement rarement utilisés.

Les chaudières à tubes d'eau sont des échangeurs de chaleur à tubes d'eau à circulation forcée. Le processus de formation de vapeur se produit à l'intérieur des tuyaux, qui sont chauffés de l'extérieur par les gaz de combustion. Les chaudières à circulation naturelle sont réalisées principalement sous la forme de structures tubulaires verticales.

Une particularité de ces installations est la présence d'un ou plusieurs tambours, auxquels sont connectés des tuyaux verticaux incurvés, formant des surfaces de chauffage par évaporation. Ces chaudières ont une faible consommation de métal par unité de production de vapeur et paramètres élevés paire. En figue. 1. montre une chaudière à tubes d'eau verticale à deux tambours DKVR-2.5-13 avec un four à chambre pour la combustion gaz naturel.

Le débit de vapeur de la chaudière est de 2,5 t/h, la pression de la vapeur est de 1,3 MPa et la température de la vapeur surchauffée est de 350 °C.

Les chaudières de ce type ont une productivité de 2,5 à 35 t/h ; elles sont installées dans les chaufferies ; entreprises industrielles. La chaudière comporte un tambour supérieur 1 et un tambour inférieur 3, qui sont reliés par des tuyaux d'ébullition verticaux 2. Dans la chambre de combustion 5, il y a deux écrans latéraux, qui sont formés par des tuyaux d'ébullition 6 reliant le tambour supérieur aux collecteurs latéraux inférieurs 4. .

La chaudière à haute pression PK-19 (capacité de vapeur 120 t/h, pression de vapeur 10 MPa, température de vapeur 510 °C) est conçue pour fonctionner sur pile anthracite et charbons(Fig. 2.).

La particularité de ce type de chaudières est qu'elles ne disposent que d'un seul tambour avec des cyclones externes pour séparer l'eau et la vapeur. Les parois du foyer sont entièrement recouvertes de tuyaux grillagés.

L'eau du tambour 1 et des cyclones distants 2 est abaissée par des tuyaux situés à l'extérieur du revêtement jusque dans les collecteurs inférieurs des tamis. Dans la gaine convective de la chaudière, en plus des deux étages de l'économiseur d'eau 6, il y a également deux étages de l'aérotherme 7. L'air fourni par le ventilateur passe entre les tuyaux de l'aérotherme séquentiellement à travers le premier et deuxième étages, et les gaz passent de haut en bas à l'intérieur des canalisations. L'air chauffé est fourni aux brûleurs situés sur les parois latérales de la chambre de combustion. La poussière provenant du système de dépoussiérage est amenée ici avec l'air primaire.

Le surchauffeur de la chaudière est placé dans un conduit horizontal reliant le four au puits de convection. Vapeur provenant du tambour de la chaudière à travers des tuyaux passant sous revêtement de plafond, est envoyé au désurchauffeur 4 du surchauffeur 5, dans lequel, du fait de la condensation partielle de la vapeur par l'eau alimentaire, la température de la vapeur surchauffée est contrôlée. Depuis le désurchauffeur, la vapeur entre dans les tuyaux du serpentin du surchauffeur puis dans le collecteur de sortie 3.

En figue. 3. Un schéma d'un générateur de vapeur à pression supercritique à double cuve à flux direct de la marque TPP-110 pour des unités de 300 000 kW d'une capacité de 950 t/h avec une pression de vapeur de 25 MPa, une température de vapeur surchauffée de 585 ° C et une surchauffe intermédiaire de la vapeur jusqu'à 570 °C sont présentés.

La chaufferie est disposée en forme de U et se compose de deux bâtiments adjacents, identiques en taille et en configuration. Ils diffèrent les uns des autres uniquement par le fait que l'un des logements abrite la majeure partie du surchauffeur primaire, tandis que l'autre en contient une plus petite partie et la totalité du surchauffeur secondaire.

La hauteur totale de l'unité chaudière est de 50 m. Le four de cette unité est constitué d'une chambre de combustion 1 avec évacuation des scories liquides et grilles doublées et d'une chambre de postcombustion 2 avec grilles verticales ouvertes 3. En sortant du four, gaz de combustion traverser un surchauffeur constitué d'une partie rayonnante 4 et d'une partie convective 6, puis traverser surfaces convectives chauffage par chaudière (zone de transition 7, économiseur d'eau 8 et aérotherme 9).

La vapeur à réchauffer issue de la turbine entre dans la partie de rayonnement 4 du surchauffeur secondaire située dans le deuxième corps du groupe chaudière, puis est envoyée vers l'échangeur thermique 5, chauffé par la vapeur primaire, destiné à réguler la température de la vapeur. , puis à partie convective surchauffeur 6 et dans la turbine. Une régulation supplémentaire de la température de la vapeur surchauffée est réalisée par des désurchauffeurs à injection, ainsi qu'en modifiant la répartition de la quantité de combustible brûlé dans les fours des deux bâtiments.

Un grand générateur de vapeur est une chaudière de type TPP-200 (Taganrog, flux direct, charbon pulvérisé, modèle 200) d'une capacité de vapeur de 700 kg/s (2500 t/h), conçue pour brûler des poussières d'AS ou des gaz naturels. gaz. Le générateur de vapeur est conçu pour fournir de la vapeur à une unité turbine d'une capacité de 800 MW.

Donnee de base spécifications techniques la chaudière TPP-200 (Fig. 4.) sont les suivantes : pression de vapeur 25 MPa, température de surchauffe de la vapeur primaire 565 °C, secondaire - 570 °C, température de l'eau d'alimentation 271 °C, consommation de carburant 75,5 kg/s.

La chaufferie est constituée de deux bâtiments symétriques. La chambre de combustion de chaque bâtiment a une forme prismatique et est divisée en hauteur par un étranglement formé par les tuyaux des grilles avant et arrière en deux parties : pré-foyer 1 et chambre de refroidissement 3.

Dans la partie inférieure - le pré-four - le combustible est brûlé, dans la partie supérieure les fumées sont refroidies. Sur les parois avant et arrière du foyer, 24 brûleurs à poussière et à gaz 2 sont installés sur deux rangées. La tension thermique volumétrique du foyer est de 460 kW/m3 et de l'ensemble du foyer - 160 kW/m3. Toutes les parois de la pré-chambre de combustion et des chambres de refroidissement sont protégées. Dans la partie supérieure de la chambre de refroidissement se trouve un surchauffeur à écran haute pression 5.

Chaque boîtier dispose de quatre flux vapeur-eau. Le long de l'écoulement de l'eau, un économiseur d'eau 4, une cloison de séparation, Système de suspension puits de convection et écrans de combustion. Ces derniers, à leur tour, sont constitués de surfaces connectées séquentiellement : panneaux inférieurs, panneaux de la partie inférieure de rayonnement, écrans de combustion à deux lumières et panneaux de la partie supérieure de rayonnement.

La particularité de ce générateur de vapeur est la régulation gazeuse de la température de surchauffe intermédiaire de la vapeur à l'aide d'un conduit de gaz de dérivation et l'activation série-parallèle des aérothermes. Le puits de convection de chaque bâtiment est divisé en plan en trois conduits de gaz parallèles. Dans le conduit de gaz central (dérivation), il y a deux ensembles économiseurs d'eau, et dans les conduits de gaz latéraux il y a un ensemble convectif d'un surchauffeur haute pression 6 et deux ensembles de surchauffeurs séquentiellement le long du flux de gaz basse pression(surchauffe intermédiaire) 7.

L'unité de chaudière est équipée d'un système d'élimination des scories liquides. Pré-nettoyage les gaz issus des cendres volantes sont produits dans des cyclones à batterie à passage unique, et le dernier est produit dans des précipitateurs électriques. Le cadre de la chaudière est en métal. Le revêtement des parois de la chambre de combustion et du puits de convection est léger et multicouche.

La conception de la chaudière est conçue selon une conception en bloc. Cela signifie que des blocs d'usine sont livrés sur le site d'installation, dont le nombre est de 856 pièces pour les surfaces chauffantes uniquement. poids maximum un bloc 24,7 t. littérature : 1) Sidelkovsky L.N., Yurenev V.N. Générateurs de vapeur pour entreprises industrielles. –M. : Énergie, 1978. 2) Génie thermique, Bondarev V.A., Protsky A.E., Grinkevich R.N. Minsk, éd. 2e, "École supérieure", 1976.

Construction de chaudières à vapeur

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Informations générales sur les robinets et les chaudières

Construction de chaudières à vapeur

Des chaudières à vapeur de type exclusivement vertical avec des tuyaux de fumée ou d'ébullition sont installées sur les robinets. En fonction de leurs performances, ces chaudières peuvent être classées comme chaudières batterie faible. En figue. La figure 6 montre une chaudière à vapeur verticale avec des tuyaux de fumée, installée sur la grue PK-TSUMZ-15.

Riz. 6. Chaudière avec conduits de fumée de la grue PK-TSUMZ-15 :
A - foyer ; B - espace aquatique ; B - espace vapeur ; Passages élargis en G entre les tuyaux ; D - trou de vis ; E - boîte à fumée ; 1 - tôle du foyer ; g - grille de feu ; 3 - anneau de boue ; 4 - coque extérieure ; 5 - grille de fumée ; 6 - tuyaux de fumée ; 7 - porte à vis ; S - feuille réfléchissante ; 9 - grille; 10 - trappe de rinçage ; 11 - regard ; 12 - revêtement de chaudière ; 13 - cendrier ; 14 - treillis pare-étincelles ; 15 - coque du trou de vis ; 16 - dispositif de soufflage ; 17 - fiche de commande ; 18 - levier de commande de la grille ; 19 - pied chaudière

Des chaudières d'un type similaire, ayant uniquement des données et des dimensions différentes, sont installées sur les grues PK-6.

Les principales parties de cette chaudière sont : un foyer dans lequel se produit la combustion du combustible ; la partie cylindrique de la chaudière, formant les espaces d'eau et de vapeur où l'eau s'évapore et se transforme en vapeur ; une chambre de fumée dans laquelle les gaz des conduits de fumée sont dirigés et d'où ils sortent dans l'atmosphère par une cheminée.

Le foyer de la chaudière est formé d'une tôle de foyer enroulée dans un tambour cylindrique et d'une grille de feu. La tôle du foyer et la grille de feu sont constituées de tôles d'acier pour foyer de qualité 15K.

La grille de feu est réalisée par emboutissage et est un disque aux bords repliés, relié à la tôle du foyer.

La partie cylindrique de la chaudière est constituée d'une tôle de chaudière en acier 20K roulée en fût. Les bords des tambours cylindriques, des grilles et des éléments de chaudière sont reliés les uns aux autres par un joint soudé.

Riz. 7. Trappe de rinçage

Le tambour de la partie cylindrique de la chaudière a un diamètre légèrement plus grand que le foyer, grâce à quoi le foyer, entrant dans le tambour, se forme partie inférieure espace aquatique.

En dessous, entre le tambour cylindrique de la chaudière et le foyer, se trouve un anneau de boue en acier de qualité St. 3 sections rectangulaires ; les extrémités de l'anneau sont soudées bout à bout. Grâce à cet anneau la partie cylindrique de la chaudière est reliée par une cheminée ; La chaudière est installée sur le châssis tournant de la grue et renforcée par des pieds.

Le combustible est jeté dans le foyer sur la grille à travers un trou dans la tôle extérieure de la partie inférieure de la chaudière et dans la tôle du foyer lui-même. Les bords de ces trous sont pliés et soudés à la jonction, formant un trou de vis. De l’extérieur, elle est fermée par une porte massive en fonte.

Une feuille réfléchissante fixée sur les poteaux à l'intérieur de la porte de chape sert à la protéger de la chaleur excessive.
Pour laver et nettoyer la chaudière, deux rangées de trappes de rinçage sont formées dans la tôle extérieure, dont la structure est représentée sur la Fig. 7.

La première rangée de trappes est située au-dessus de l'anneau de boue et sert à nettoyer l'espace d'eau des saletés et boues déposées sur l'anneau, la deuxième rangée est située au niveau de la grille coupe-feu et sert à laver et nettoyer sa surface.

Pour faciliter le nettoyage de la chaudière, la réparation et l'inspection de son intérieur, du côté du foyer opposé au trou de vis, légèrement au-dessus du niveau de la grille de feu, se trouve un trou d'homme (Fig. 8) mesurant 300 X 400 mm.

Riz. 8. Regard :
1 - tôle extérieure de la chaudière ; 2 - anneau de renfort du regard ; 3 - joint ; 4 - couvercle de regard ; 5 broches ; 6 - support de trappe

Les extrémités des conduits de fumée sont fixées dans les ouvertures des grilles coupe-feu et fumées (Fig. 9) ; Un bouchon de contrôle est placé dans l'un des tuyaux, dont l'alliage fond lorsque le niveau d'eau descend en dessous du niveau admissible. Les conduits de fumée augmentent la surface de chauffe. Plus il y a de tuyaux, plus la surface de chauffage totale est grande et plus la chaudière produira de la vapeur. La chaudière de la grue PK-TSUMZ-15 en question dispose de 122 conduits de fumée.

Pour faciliter l'accès aux tubes de fumées situés dans la partie centrale de la chaudière, ils sont placés sous la forme de quatre faisceaux, séparés les uns des autres par deux passages prolongés perpendiculaires entre eux.

La distance entre les centres de deux tuyaux adjacents est appelée pas des tuyaux, et le corps de la grille entre les deux trous pour les tuyaux est appelé cavalier ou pont.

Les ponts, en particulier au niveau de la grille coupe-feu, sont, en raison des effets des températures élevées, l'endroit le plus vulnérable où les fissures apparaissent le plus souvent. Par conséquent, l'état des ponts doit être soigneusement surveillé pendant le fonctionnement de la chaudière et leur taille ne doit pas être réduite lors des réparations.
L'extrémité supérieure des tuyaux est évasée à un diamètre plus grand et l'extrémité inférieure, au contraire, est roulée à un diamètre plus petit, grâce à quoi, lors du remplacement ou de la réparation, ils peuvent être facilement retirés vers le haut, même s'il y a un petite couche de tartre à leur surface. Les extrémités inférieures des tuyaux de diamètre réduit peuvent en outre être fixées dans la grille de feu à l'aide d'anneaux d'espacement en cuivre rouge recuit doux. De tels anneaux scellent non seulement les joints, mais protègent également les bords de l'ouverture de la grille contre les dommages.

L'extrémité inférieure des conduits de fumée est placée dans l'ouverture de la grille de feu de manière à dépasser de 8 mm vers le feu ; Après avoir installé le tuyau, l'extrémité saillante est éteinte et ébouillantée sans faute.

Les extrémités supérieures des conduits de fumée dépassent également de la grille de 10 à 15 mm ; ils sont compactés par évasement de l'intérieur. Au sommet de la chaudière se trouve une boîte à fumée en tôle d'acier de 4 à 5 mm d'épaisseur. Pour faciliter l'accès à la grille et aux conduits de fumée (pour le nettoyage), la partie cylindrique de la boîte à fumée est dotée de trappes ou d'un dessus amovible.

Au bas de la chambre de combustion se trouve une grille sur laquelle repose une couche de combustible en combustion.

Riz. 9. Tuyau de fumée : 1 - tuyau ; 2 - bague d'espacement en cuivre ; 3 - prise de commande

La grille est constituée de plaques de grille séparées, dans le corps desquelles se trouvent des fentes pour le passage de l'air. Il est installé de manière à ce que la couche de combustible en combustion soit située légèrement au-dessus du niveau de l'anneau de boue. Cela permet d'éviter une surchauffe excessive de la tôle du foyer en cas d'accumulation d'une couche de boues sur l'anneau de boue. La taille de la section ouverte (la somme de toutes les fissures de la grille) de la grille détermine la vitesse du flux d'air et l'intensité de la combustion du carburant. Généralement dans les grilles des chaudières à grue superficie totale du zhi grilles.

Les plaques de grille individuelles sont mobiles et tournent sur des axes horizontaux. Cela facilite le nettoyage de la grille des scories. À l'aide de leviers, ces plaques prennent une position inclinée, ce qui permet à la couche de laitier de se détacher, de se fissurer et de se déverser dans le cendrier.

Pour améliorer le tirage dans la boîte à fumée de la chaudière, un siphon est installé - un tube en forme d'anneau avec des trous dans lesquels de la vapeur est fournie si nécessaire. De plus, un dispositif de soufflage est utilisé, qui a la forme d'un cornet en forme de trois buses dirigées vers le haut. La vapeur évacuée dans la machine à vapeur est dirigée vers cet appareil et, sortant par les buses, forme un flux en forme d'éventail le long de la cheminée, créant un vide supplémentaire dans celle-ci, ce qui entraîne une augmentation du flux d'air traversant la grille.

Pour réduire les pertes de chaleur, l'extérieur de la surface cylindrique de la chaudière est recouvert (revêtu) d'une couche (30-40 mm) de masse d'amiante-argile.

La masse de revêtement peut être appliquée à chaud sur la surface de la chaudière comme suit. Dans la chaudière, la pression de la vapeur est portée à 3-4 kg/cm2, puis une couche d'amiante liquide est appliquée sur la surface de la chaudière et, en séchant, une couche de masse d'amiante-argile est appliquée. Le revêtement de la chaudière peut également être réalisé à froid ; dans ce cas, après le revêtement, la chaudière est immédiatement gainée de fer à toiture et maintenue immobile pendant au moins 24 heures.

L'épaisseur uniforme de la couche de revêtement et le renforcement du revêtement sont obtenus en plaçant sur la chaudière plusieurs anneaux dits phares, espacés de la partie cylindrique de la chaudière par l'épaisseur de la couche de revêtement. Il est pressé contre ces anneaux de phare avec des ceintures spéciales. revêtement extérieur Chaudière

Sur un certain nombre de grues, y compris des grues d'une capacité de levage de 7,5 tonnes provenant de l'usine du nom. Insurrection de janvier, des chaudières avec des tuyaux d'ébullition ont été installées.

Une chaudière à tuyaux bouillants (Fig. 10) est constituée d'un tambour vertical extérieur, fermé sur le dessus par un couvercle estampé. À l'intérieur du tambour se trouve un tube à fumée dont la partie supérieure se rétrécit progressivement et se transforme en tube à fumée. Pour protéger le tambour d'un épuisement rapide avec à l'intérieur un tuyau de sécurité est inséré, formant un espace de gaz annulaire. Un surchauffeur sous la forme d'un serpentin tubulaire à double rangée est placé à l'intérieur du tuyau de sécurité.

Pour augmenter la surface de chauffe, deux paires de tubes bouillants sont soudés dans le tube à flamme, situés parallèlement l'un à l'autre. En bas, le tube à flamme est relié au tambour extérieur par un anneau de boue.

Une coque ronde soudée dans le tambour extérieur et le tube de flamme forme un trou de vis, fermé par une porte en fonte avec une feuille réfléchissante.

La chaudière est installée et fixée au châssis de la grue au moyen d'un anneau de support à boue, dans lequel est monté un contrepoids en fonte, qui est également le cendrier de la chaudière ; Les barreaux de la grille sont posés sur ce contrepoids, formant une grille.

Pour éliminer la surchauffe des murs au niveau de l'anneau de boue, un revêtement en argile réfractaire est posé sur la grille.

Pour l'inspection et la réparation de la chaudière, un trou d'homme spécial a été réalisé et des trappes d'inspection ont été installées en face de chacun des tuyaux d'ébullition. Près de l'anneau de boue se trouvent trois petites trappes de rinçage pour nettoyer et éliminer les boues du fond de la chaudière.

La partie inférieure du tube de fumée et la grille forment le foyer de la chaudière.

L'espace entre le tube à flamme et le tambour extérieur, ainsi que partie intérieure Les tuyaux de la chaudière constituent un volume d'eau et l'espace entre le tambour extérieur et le tuyau de fumée constitue un volume de vapeur.

Riz. 10. Chaudière à vapeur verticale avec tuyaux d'ébullition :
1 - tambour extérieur ; 2 - conduit de flamme ; 3 - anneau de boue ; 4 - tuyau bouillant; 5 - serpentin de surchauffeur ; 6 - tuyau de prélèvement de vapeur ; 7 - tuyau de fumée ; 8 - cheminée; 9 - tuyau de sécurité ; porte à 10 tours ; 11 - doublure; 12-grilles; 13 - cendrier ; 14 - anneau d'appui

Il y a deux bouchons de contrôle installés dans le col du tube à flamme, qui donnent un signal si le niveau d'eau descend en dessous de la limite autorisée.
À l'intérieur de l'espace vapeur, il y a un tuyau par lequel la vapeur entre la partie supérieure serpentin du surchauffeur et, en le traversant, sort dans la conduite d'alimentation en vapeur.

Une chaudière à vapeur est un appareil utilisé dans la vie quotidienne et dans l'industrie. Il est conçu pour transformer l’eau en vapeur. La vapeur obtenue est ensuite utilisée pour chauffer des carters ou faire tourner des turbomachines. Quels types de machines à vapeur existe-t-il et où sont-elles les plus demandées ?

Une chaudière à vapeur est une unité permettant de produire de la vapeur. Dans ce cas, l'appareil peut produire 2 types de vapeur : saturée et surchauffée. La vapeur saturée a une température de 100ºC et une pression de 100 kPa. La vapeur surchauffée est différente température élevée(jusqu'à 500ºC) et haute pression (plus de 26 MPa).

Note: La vapeur saturée est utilisée pour chauffer les maisons privées et la vapeur surchauffée est utilisée dans l'industrie et l'énergie. Il tolère mieux la chaleur, donc l'utilisation de vapeur surchauffée augmente l'efficacité de l'installation.

Où sont utilisées les chaudières à vapeur :

Dans un système de chauffage, la vapeur est un vecteur d'énergie.
Dans le secteur de l'énergie, des machines à vapeur industrielles (générateurs de vapeur) sont utilisées pour produire de l'électricité.
Dans l’industrie, la vapeur surchauffée peut être utilisée pour transformer des véhicules en véhicules à mouvement mécanique.

Chaudières à vapeur : champ d'application

Ménage appareils à vapeur utilisé comme source de chaleur pour chauffer une maison. Ils chauffent un récipient rempli d'eau et entraînent la vapeur résultante dans les tuyaux de chauffage. Souvent, un tel système est installé avec un charbon four stationnaire ou une chaudière. Généralement, appareils électroménagers Pour le chauffage à la vapeur, seule de la vapeur saturée et non surchauffée est créée.

Pour applications industrielles la vapeur est surchauffée. On continue à le chauffer après évaporation pour élever encore plus la température. De telles installations nécessitent une exécution de haute qualité pour éviter que le réservoir de vapeur n'explose.

La vapeur surchauffée de la chaudière peut être utilisée pour générer de l'électricité ou un mouvement mécanique. Comment cela peut-il arriver? Après évaporation, la vapeur entre turbine à vapeur. Ici, le flux de vapeur fait tourner l’arbre. Cette rotation est ensuite convertie en électricité. C'est ainsi que l'énergie électrique est obtenue dans les turbines des centrales électriques : lorsque l'arbre des turbomachines tourne, un courant électrique est généré.

Outre l'éducation courant électrique, la rotation de l'arbre peut être transmise directement au moteur et aux roues. En conséquence, le transport à vapeur commence à bouger. Exemple célèbre machine à vapeur- locomotive à vapeur. Dans celui-ci, lorsque le charbon était brûlé, l'eau était chauffée et vapeur saturée, qui faisait tourner l'arbre du moteur et les roues.

Principe de fonctionnement d'une chaudière à vapeur

La source de chaleur pour chauffer l'eau dans une chaudière à vapeur peut être tout type d'énergie : solaire, géothermique, électrique, chaleur issue de la combustion de combustible solide ou de gaz. La vapeur résultante est un liquide de refroidissement ; elle transfère la chaleur de combustion du carburant vers le lieu de son utilisation.

DANS divers modèles chaudières à vapeur utilisées régime général chauffer l'eau et la transformer en vapeur :

L'eau est purifiée et amenée au réservoir à l'aide d'une pompe électrique. Généralement, le réservoir est situé en haut de la chaudière.
Du réservoir, l’eau s’écoule par des tuyaux jusqu’au collecteur.
Du collecteur, l'eau remonte à travers la zone de chauffage (combustion du combustible).
De la vapeur se forme à l'intérieur de la conduite d'eau et monte sous l'influence de la différence de pression entre le liquide et le gaz.
En haut, la vapeur passe dans un séparateur. Ici, il est séparé de l’eau dont le reste est renvoyé dans le réservoir. La vapeur entre ensuite dans la conduite de vapeur.
S'il ne s'agit pas d'une simple chaudière à vapeur, mais d'un générateur de vapeur, alors ses canalisations traversent une seconde fois la zone de combustion et de chauffage.

Structure de la chaudière à vapeur

Une chaudière à vapeur est un récipient dans lequel l'eau chauffée s'évapore et forme de la vapeur. En règle générale, il s'agit d'un tuyau de différentes tailles.

En plus de la conduite d'eau, les chaudières disposent d'une chambre de combustion (le combustible y est brûlé). La conception du foyer est déterminée par le type de combustible pour lequel la chaudière est conçue. S'il s'agit de houille ou de bois de chauffage, il y a une grille au fond de la chambre de combustion. Du charbon et du bois de chauffage y sont placés. L'air passe par le bas à travers la grille jusqu'à la chambre de combustion. Pour un tirage efficace (mouvement de l'air et combustion du combustible), un foyer est installé en haut du foyer.

Si le vecteur énergétique est liquide ou gazeux (fioul, gaz), alors un brûleur est inséré dans la chambre de combustion. Pour la circulation de l'air, une entrée et une sortie sont également réalisées (grille et cheminée).

Les gaz chauds issus de la combustion du carburant s’élèvent dans un récipient rempli d’eau. Il chauffe l'eau et sort par la cheminée. L'eau chauffée à ébullition commence à s'évaporer. La vapeur monte et pénètre dans les canalisations. C'est ce qui se passe circulation naturelle couple dans le système.

Classification des chaudières à vapeur

Chaudières à vapeur classés selon plusieurs critères. Selon le type de carburant avec lequel ils fonctionnent :

gaz;
charbon;
essence;
électrique.

Volontairement:

ménage;
industriel;
énergie;
recyclage.

Par caractéristiques de conception :

conduites de gaz;
tuyau d'eau

Voyons en quoi la conception des machines à conduites de gaz et à conduites d'eau diffère.

Chaudières à gaz et à tubes d'eau : différences

Le récipient permettant de générer de la vapeur est souvent un tuyau ou plusieurs tuyaux. L'eau dans les tuyaux est chauffée par les gaz chauds générés lors de la combustion du carburant. Les appareils dans lesquels les gaz montent jusqu'aux conduites d'eau sont appelés chaudières à tubes de gaz. Le schéma de l'unité de conduite de gaz est présenté sur la figure.

Schéma d'une chaudière à tubes de gaz : 1 - alimentation en combustible et en eau, 2 - chambre de combustion, 3 et 4 - conduits de fumées avec gaz chauds sortant plus loin par la cheminée (positions 13 et 14 - cheminée), 5 - grille entre les tuyaux , 6 - entrée d'eau , la sortie est indiquée par le chiffre 11 - sa sortie, de plus, à la sortie il y a un dispositif de mesure de la quantité d'eau (indiqué par le chiffre 12), 7 - sortie de vapeur, la zone de sa formation est indiquée par le chiffre 10, 8 - séparateur de vapeur, 9 - la surface extérieure du récipient dans lequel circule l'eau.

Il existe d'autres modèles dans lesquels le gaz circule dans un tuyau à l'intérieur d'un récipient rempli d'eau. Dans de tels appareils, les réservoirs d'eau sont appelés tambours et les appareils eux-mêmes sont appelés chaudières à vapeur à tubes d'eau. Selon l'emplacement des fûts d'eau, chaudières à tubes d'eau classés en horizontaux, verticaux, radiaux et combinaisons de différentes directions de tuyaux. Le diagramme du mouvement de l'eau à travers une chaudière à tubes d'eau est présenté sur la figure.

Schéma d'une chaudière à tubes d'eau : 1 - alimentation en combustible, 2 - foyer, 3 - tuyaux pour le mouvement de l'eau ; la direction de son mouvement est indiquée par les chiffres 5,6 et 7, le lieu d'entrée de l'eau - 13, le lieu de sortie de l'eau - 11 et le lieu de rejet - 12, 4 - la zone où l'eau commence à se transformer en vapeur, 19 - la zone où se trouvent à la fois la vapeur et l'eau, 18 - la zone de vapeur, 8 - les cloisons qui dirigent le mouvement de l'eau, 9 - la cheminée et 10 - la cheminée, 14 - la sortie de vapeur par le séparateur 15, 16 - la surface extérieure du réservoir d'eau (tambour).

Chaudières à gaz et à tubes d'eau : comparaison

Pour comparer les chaudières à gaz et à tubes d’eau, voici quelques faits :

Taille des tuyaux pour l'eau et la vapeur : les chaudières à tubes de gaz ont des tuyaux plus grands, les chaudières à tubes d'eau ont des tuyaux plus petits.
La puissance d'une chaudière à tubes de gaz est limitée à une pression de 1 MPa et une capacité de production de chaleur allant jusqu'à 360 kW. C'est lié à grande taille tuyaux Ils peuvent produire des quantités importantes de vapeur et haute pression. Une augmentation de la pression et de la quantité de chaleur générée nécessite un épaississement important des parois. Le prix d'une telle chaudière aux parois épaisses sera déraisonnablement élevé et non rentable économiquement.
La puissance d'une chaudière à tubes d'eau est supérieure à celle d'une chaudière à tubes de gaz. Des tuyaux de petit diamètre sont utilisés ici. Par conséquent, la pression et la température de la vapeur peuvent être plus élevées que dans les unités à gaz.

Note: Les chaudières à tubes d'eau sont plus sûres, plus puissantes et produisent haute température et permettre des surcharges importantes. Cela leur donne un avantage sur les unités à gaz.

Éléments supplémentaires de l'unité

En conception chaudière à vapeur peut inclure non seulement la chambre de combustion et les tuyaux (tambours) pour la circulation de l'eau et de la vapeur. De plus, des dispositifs sont utilisés pour augmenter l'efficacité du système (augmenter la température de la vapeur, sa pression, sa quantité) :

Surchauffeur - augmente la température de la vapeur au-dessus de +100ºC. Cela augmente à son tour l’efficacité et l’efficience de la machine. La température de la vapeur surchauffée peut atteindre 500 ºC (c'est ainsi que fonctionnent les chaudières à vapeur dans les centrales nucléaires). La vapeur est en outre chauffée dans les tuyaux dans lesquels elle pénètre après évaporation. De plus, il peut avoir sa propre chambre de combustion ou être intégré à une chaudière à vapeur commune. Structurellement, on distingue les surchauffeurs à convection et à rayonnement. Les structures à rayonnement chauffent la vapeur 2 à 3 fois plus que les structures à convection.
Séparateur de vapeur - élimine l'humidité de la vapeur et la rend sèche. Cela augmente l'efficacité de l'appareil et son efficacité.
Un accumulateur de vapeur est un appareil qui extrait la vapeur du système lorsqu'il y en a beaucoup et l'ajoute au système lorsqu'il n'y en a pas assez ou peu.
Un dispositif de préparation de l'eau - réduit la quantité d'oxygène dissoute dans l'eau (ce qui empêche la corrosion), élimine les minéraux dissous dans l'eau (à l'aide de réactifs chimiques). Ces mesures évitent que les tuyaux ne soient obstrués par du tartre, ce qui altère le transfert de chaleur et crée des conditions propices à la combustion des tuyaux.

De plus, il existe des vannes pour évacuer les condensats, des aérothermes et, bien sûr, un système de surveillance et de contrôle. Il comprend un interrupteur et un interrupteur de combustion, des régulateurs automatiques de débit d'eau et de carburant.

Générateur de vapeur : machine à vapeur puissante

Un générateur de vapeur est une chaudière à vapeur équipée de plusieurs appareils supplémentaires. Sa conception comprend un ou plusieurs surchauffeurs intermédiaires, qui multiplient par dix sa puissance de fonctionnement. Où sont utilisées les puissantes machines à vapeur ?

La principale application des générateurs de vapeur se situe dans les centrales nucléaires. Ici, à l'aide de la vapeur, l'énergie de désintégration d'un atome est convertie en électricité. Décrivons deux méthodes pour chauffer l'eau et générer de la vapeur dans un réacteur :

L'eau lave la cuve du réacteur de l'extérieur, tout en se réchauffant et en refroidissant le réacteur. Ainsi, la formation de vapeur se produit dans un circuit séparé (l'eau se réchauffe contre les parois du réacteur et transfère la chaleur vers le circuit d'évaporation). Cette conception utilise un générateur de vapeur – il agit comme un échangeur de chaleur.
Des tuyaux pour chauffer l’eau circulent à l’intérieur du réacteur. Lorsque des tuyaux sont introduits dans le réacteur, il devient chambre de combustion, et la vapeur est transférée directement au générateur électrique. Cette conception est appelée réacteur bouillant. Un générateur de vapeur n'est pas nécessaire ici.

Industriel unités à vapeur — voitures puissantes qui fournissent de l'électricité aux gens. Les unités familiales travaillent également au service des humains. Les chaudières à vapeur vous permettent de chauffer votre maison et de performer divers travaux, et donne aussi la part du lion énergie électrique pour les usines métallurgiques. Les chaudières à vapeur constituent la base de l'industrie.

Sur marché moderne une grande variété de modèles de chaudières de chauffage sont présentées. Différence fondamentale entre les différents modèles est le vecteur énergétique qui assure leur fonctionnement. Il peut s'agir de gaz, d'électricité, de combustible solide, de combustible liquide ou d'une combinaison de ceux-ci.

Cependant, l'appareil divers modèles très similaires, seules quelques nuances spécifiques diffèrent.

La chaudière de chauffage est élément clé système de chauffage. Il peut également être utilisé pour fournir de l’eau chaude dans la maison. Selon la fonctionnalité, il peut s'agir d'un circuit simple ou d'un circuit double. Les premiers sont destinés exclusivement au chauffage, les seconds au chauffage et au chauffage de l'eau.

Appareils de chauffage à circuit simple et double circuit

La conception d'un appareil à circuit unique comprend uniquement un circuit avec un liquide de refroidissement, qui assure le chauffage des radiateurs du système de chauffage. Le liquide de refroidissement peut être de l'eau ou de l'antigel. Pour assurer l'alimentation en eau chaude, il est nécessaire de raccorder à appareil à circuit unique chaudière spéciale.

Si vous disposez d'une chaudière à double circuit installée, vous n'aurez pas besoin d'installer et de raccorder une chaudière supplémentaire. L'un d'eux assurera le chauffage du liquide de refroidissement du système de chauffage et le second, l'eau, qui sera fournie à la canalisation d'alimentation en eau chaude.

Dans la plupart des cas, le gaz est utilisé comme vecteur énergétique pour une chaudière de chauffage. La popularité de ce type de carburant est associée à sa relative disponibilité et à son faible coût. Certains modèles d'équipements fonctionnant au gaz sont équipés caméra fermée la combustion. Dans ce cas, l’air ambiant ne sera pas utilisé pour la combustion du gaz. Cet appareil vous permet d'installer des équipements dans n'importe quelle pièce de la maison ; vous n'avez pas besoin d'une chaufferie séparée spéciale pour cela.

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Éléments principaux et auxiliaires de la conception de la chaudière

La distribution du carburant peut être effectuée via un collecteur spécial et, pour des raisons de sécurité, l'appareil est équipé d'un système de contrôle de flamme. Cela aide à prévenir les incendies ou les explosions de gaz. La conception de la chaudière comprend un brûleur avec des tiges spéciales pour l'évacuation de la chaleur. S'il ne s'agit pas équipement à gaz, puis à la place du brûleur se trouve un foyer ou un élément chauffant, selon le vecteur énergétique utilisé. Le boîtier est équipé d'une couche d'isolation thermique efficace, qui vous permet d'utiliser la chaleur avec un maximum d'avantages.

Doit inclure les éléments suivants :

un système de contrôle de fonctionnement, qui comprend un indicateur de pression et des vannes de distribution, qui permettent de répartir uniformément l'alimentation en liquide de refroidissement chauffé à la fois vers les radiateurs les plus proches de la chaudière et vers les plus éloignés ;
foyer, brûleur ou briquet piézo ;
une spirale le long de laquelle le liquide de refroidissement se déplace ;
transformateur d'allumage;
interrupteur principal.

En plus des dispositifs de contrôle et éléments chauffants, appareil équipement de chauffage comprend vase d'expansion Et pompe de circulation. Le premier est conçu pour accepter le liquide de refroidissement, dont le volume augmentera après chauffage. Le second assure le mouvement du liquide de refroidissement à travers le système.

Les instruments combinés ont un design intéressant. Par exemple, si la chaudière peut fonctionner au gaz et au diesel, il suffit alors de remplacer la tête pour changer le combustible de travail. Chaudières combinées sont appropriés si vous envisagez de rénover à l’avenir système de chauffage et changer le principal type de carburant utilisé. Dans ce cas, vous n’aurez pas à remplacer le matériel.

Moderne appareils de chauffage sont équipés d'un tableau de bord qui vous permet de suivre facilement le bon fonctionnement de l'appareil. Même les chaudières à combustible solide peuvent être équipées de tels panneaux, comprenant des indicateurs de température, de pression, etc.

Ainsi, la conception des chaudières de chauffage modernes est constamment améliorée et devient de plus en plus fonctionnelle. Grâce à cela, le fonctionnement de n'importe quel modèle de chaudière est grandement simplifié.