Appareils de chauffage à circuit unique et à double circuit. Les éléments principaux et auxiliaires de la conception de la chaudière

Sur le marché moderne une grande variété de modèles de chaudières de chauffage sont présentés. Différence fondamentale entre les différents modèles est le vecteur énergétique qui assure leur fonctionnement. Il peut s'agir de gaz, d'électricité, de combustibles solides, de combustibles liquides ou de combinaisons 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 unique ou de deux circuits. Les premiers sont destinés exclusivement au chauffage, les seconds au chauffage et à l'eau de chauffage.

Chauffages à simple et double circuit

L'appareil d'un appareil à circuit unique ne comprend qu'un circuit avec un liquide de refroidissement, qui assure le chauffage des radiateurs du système de chauffage. L'eau ou l'antigel peuvent agir comme liquide de refroidissement. Pour fournir de l'eau chaude, vous devez vous connecter à appareil à circuit unique chaudière spéciale.

Si vous avez installé une chaudière à double circuit, vous n'aurez pas besoin d'installer et de connecter une chaudière supplémentaire. L'un d'eux assurera le chauffage du caloporteur 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 la chaudière de chauffage. La popularité de ce type de carburant est associée à sa disponibilité relative et à son faible coût. Certains modèles d'équipements au gaz sont équipés de caméra fermée la combustion. Dans ce cas, l'air ambiant ne sera pas utilisé pour la combustion du gaz. Un tel appareil vous permet d'installer des équipements dans n'importe quelle pièce de la maison, vous n'avez pas besoin d'équiper une chaufferie séparée spéciale pour cela.

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Les éléments principaux et auxiliaires de la conception de la chaudière

La distribution de carburant peut être effectuée via un collecteur spécial et, pour des raisons de sécurité, l'appareil est équipé d'un système de contrôle de la flamme. Cela aide à prévenir les incendies ou les explosions de gaz. La conception de la chaudière de chauffage 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, il y a un foyer ou un élément chauffant, selon le vecteur d'énergie utilisé. Le boîtier est équipé d'une couche d'isolation thermique efficace, qui vous permet d'utiliser la chaleur au maximum.

Doit inclure les éléments suivants :

un système de réglage du fonctionnement, comprenant un indicateur de pression et des vannes de distribution, qui permettent de répartir uniformément l'alimentation en liquide de refroidissement réchauffé aussi bien sur les radiateurs les plus proches de la chaudière que sur les plus éloignés ;
foyer, brûleur ou allumeur piézo ;
une spirale le long de laquelle se déplace le liquide de refroidissement ;
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 destiné à recevoir un liquide de refroidissement, qui augmentera de volume après chauffage. Le second assure le mouvement du liquide de refroidissement à travers le système.

Conception intéressante des appareils combinés. Par exemple, si la chaudière peut fonctionner au gaz et au diesel, alors pour changer le combustible de travail, il suffit de remplacer la tête. Chaudières combinées sont appropriés si vous envisagez de rééquiper le système de chauffage à l'avenir et de changer le principal type de combustible utilisé. Dans ce cas, vous n'avez pas à remplacer l'équipement.

Moderne appareils de chauffageéquipé d'un tableau de bord qui vous permet de surveiller facilement le bon fonctionnement de l'appareil. Même les chaudières à combustibles solides peuvent avoir de tels panneaux, y compris des indicateurs de température, de pression, etc.

Ainsi, le dispositif des chaudières de chauffage modernes est constamment amélioré et devient de plus en plus fonctionnel. Grâce à cela, le fonctionnement de tout modèle de chaudière est grandement simplifié.

Ventilateur

productivité - 1000 m.h;

tête - 120 m. De l'art.;

puissance moteur 7,0 kW

nombre de tours - 1000 tr/min;

tension 380 v.

Brûleurs fioul-gaz

Productivité sur fioul - 9000 kg/h à Pmaz = 18 - 20 atm.

Le brûleur dispose d'une alimentation périphérique en gaz et d'un atomiseur mécanique de fioul, les gicleurs sont refroidis par l'air des soufflantes pendant le fonctionnement. Les injecteurs inopérants doivent être retirés.

Pour nettoyer la surface de chauffe convective de la chaudière des dépôts éoliens, un soufflage avec de l'eau du réseau est prévu.

La qualité de l'eau du réseau entrant dans la chaudière doit respecter les normes suivantes :

MAIS) dureté carbonatée ne doit pas dépasser 4000 m équiv/kg ;

C) le dioxyde de carbone libre doit être absent.

Chambre de combustion de la chaudière

La chambre de combustion de la chaudière est conçue pour brûler du fioul à haut pouvoir calorifique et du gaz naturel. Dimensions chambre de combustion 6,23 x 6,28 m2, la hauteur de la partie prismatique est de 5,3 m, les murs sont entièrement blindés avec des tuyaux  60 x 3,5 avec un pas de 64 mm. Les parties inclinées de l'entonnoir froid du foyer sont recouvertes d'argile réfractaire. Les meurtrières des brûleurs sont constituées d'anneaux tubulaires cloutés inclus dans la circulation de la chaudière, recouverts d'une masse de chromite. Les embrasures des brûleurs n° 3, 4, 13, 14 sont inclinées de 15 0 , les autres de 10 0 , toutes les tubulures écrans sont reliées entre elles par des ceintures de raidissement horizontales avec un pas de hauteur de 2,8 m.

Le volume de la chambre de combustion est de 245 m 3 , la surface de rayonnement des écrans est de 224 m 2 . Lors du lavage, l'eau de rinçage est évacuée à travers les joints hydrauliques des coffres à boues dans la fosse d'eau acide.

partie convective

La partie convective se compose de 96 sections. Chaque section est constituée de serpentins en "U" constitués de tubes 28x3 mm, extrémités soudées dans des colonnes montantes 88x3,5 mm. Les bobines sont décalées avec un pas de 64 mm et 38 mm. Au cours des gaz, la partie convective est divisée en 2 paquets dont la distance est de 60 mm. La surface de chauffe de la partie convective est de 2960 m 2 .

Lavage de chaudière

Pour nettoyer la partie convective de la chaudière des dépôts de cendres, il est prévu de la laver avec de l'eau du réseau. Le lavage s'effectue en alimentant l'eau du réseau par des buses fixées sur des canalisations situées dans la boîte à gaz au-dessus de la partie convective.

Soupapes de sécurité de chaudière

A la sortie canalisation de réseau la chaudière est équipée de soupapes de sécurité :

Soupape de sécurité "réglée à P = 16m/cm2, n° 2 à P = 16 ; #3, #4 pareil.

Protection PVC 1-2-3-4 lorsque les chaudières fonctionnent au fioul.

Pour assurer un fonctionnement fiable et ininterrompu de la chaudière, la protection PVK suivante est fournie, qui agit sur les arrêts de la chaudière pour le combustible :

Lorsque la pression de l'eau derrière la chaudière dépasse 16 atm.

Lorsque la pression de l'eau derrière la chaudière descend en dessous de 8,0 atm

Avec une diminution du débit d'eau à travers la chaudière:

en mode pointe en dessous de 1750 t/h ;

Lorsque la température de l'eau derrière la chaudière dépasse 1550C

Lorsque la pression diminue, le fioul à P = 10 ata

Lorsque la torche dans le four s'éteint pendant 3 secondes.

Verrouillages technologiques PVK 1-2-3-4

1. La vanne sur la conduite de mazout commune à la chaudière, la vanne sur le retour du mazout de la chaudière ne peut être ouverte que si :

la présence d'un certain débit d'eau à travers la chaudière d'au moins 1700 t/h, pour lequel il faut ouvrir les vannes 1640, 1641 et régler le débit avec la vanne 1642 pas moins de 1700 t/h ;

allumer la clé du circuit de protection en position "on" ;

la pression dans le pipeline de mazout n'est pas inférieure à 10 atm;

allumer les ventilateurs des brûleurs pilotes pour ventiler le four au moins 2 - dans la combinaison suivante : 5 et 12 ou 6 et 11, ou tous les quatre ventilateurs ci-dessus.

2. Le robinet-vanne n ° 1640 sur la conduite d'eau vers la chaudière ne peut être fermé qu'après avoir fermé le robinet-vanne sur la conduite de mazout commune vers la chaudière et renvoyé le mazout de la chaudière.

3. L'alimentation en carburant des brûleurs pilotes n'est possible qu'après avoir allumé les clés, les allumeurs en position «marche» et éteint les ventilateurs des brûleurs pilotes.

4. Lors de la fermeture de la vanne n° 1640 en amont de la chaudière, la vanne n° 1641 après la chaudière se ferme automatiquement.

Gestion du PVC

En plus des brûleurs, sont commandés depuis le bouclier thermique :

vannes d'arrêt sur l'alimentation en eau de la chaudière 31640

vannes d'arrêt sur la sortie d'eau de la chaudière n° 1641

vanne de la ligne de dérivation du réseau d'eau N° 1642

vanne sur l'alimentation et l'évacuation du mazout de la chaudière

vanne sur l'alimentation en gaz des dispositifs d'allumage.

Le bouclier a :

commutateurs de type de carburant 1pt 2pt

Interrupteur de protection PDT (pour gaz et fioul)

clé pour tester l'alarme et la protection de l'OZ

touche pour capter le signal KS.

Signalisation de processus

Sur le panneau lumineux du tableau, les signaux de fonctionnement de l'une des protections de la chaudière, ainsi que les signaux de déconnexion des circuits de protection, d'abaissement de la température du fioul vers la chaudière et de dysfonctionnements sur les ensembles vannes n° 1640 et n° 1641, sont placés. Le signal est capté par la touche KS. Le panneau lumineux ne s'éteindra qu'après l'élimination du dysfonctionnement. Le test de la signalisation s'effectue avec la clé du COP. Dans ce cas, l'appel et l'ensemble de l'affichage sont testés simultanément.

Alarme

Le système d'alarme prévoit une alarme lumineuse et sonore pour l'arrêt d'urgence des ventilateurs, des brûleurs et, en plus, pour les brûleurs automatisés (n ° 7, 8, 9, 10) - une alarme lumineuse et sonore pour les incohérences dans la position des vannes d'arrêt et les ventilateurs des brûleurs correspondants. De plus, le schéma pour les ventilateurs, les brûleurs automatisés prévoit une alarme pour leur arrêt d'urgence. La signalisation lumineuse de tous les brûleurs automatisés est assurée par des lampes de signalisation.

Contrôle technologique

Les appareils suivants sont affichés sur l'écran thermique :

Mesure et enregistrement de la température de l'eau du réseau avant et après la chaudière et les fumées.

Contrôle des allumeurs des brûleurs pilotes.

Mesure de température d'huile

Mesure de pression d'eau avant et après chaudière, fioul.

Décharge dans le four, derrière les chaudières.

Enregistrement du débit d'eau à travers la chaudière.

Nom de la valeur

Dimension

Mode crête

Mode simple

Consommation de carburant

kgm 3 /heure

Température de l'eau à l'entrée de la chaudière

Température eau sortie chaudière

Température extérieure

efficacité de la chaudière

Contrainte thermique apparente du volume du four

Kcal/m3/heure

La température des gaz à la sortie du four

Température des gaz derrière les colis inférieurs de la partie convective

Température des fumées

Volume d'eau avec canalisations dans la chaufferie

Une chaudière à vapeur est un appareil utilisé dans la vie courante et dans l'industrie. Il est conçu pour transformer l'eau en vapeur. La vapeur ainsi obtenue est ensuite utilisée pour chauffer des carters ou faire tourner des turbomachines. Que sont les machines à vapeur et où sont-elles les plus demandées ?

Une chaudière à vapeur est une machine à 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 100°C et une pression de 100 kPa. La vapeur surchauffée est différente température élevée(jusqu'à 500ºC) et haute pression (plus de 26 MPa).

Noter: La vapeur saturée est utilisée dans le chauffage des maisons privées, surchauffée - dans l'industrie et l'énergie. Il transfère mieux la chaleur, de sorte que l'utilisation de vapeur surchauffée augmente l'efficacité de l'installation.

Où sont-ils utilisés chaudières à vapeur:

À système de chauffage- la vapeur est un vecteur d'énergie.
Dans le secteur de l'énergie, les moteurs à vapeur industriels (générateurs de vapeur) sont utilisés pour produire de l'électricité.
Dans l'industrie, la vapeur surchauffée peut être utilisée pour convertir en mouvement mécanique et déplacer des véhicules.

Chaudières à vapeur : champ d'application

Ménage appareils à vapeur utilisé comme source de chaleur pour le chauffage domestique. Ils chauffent un récipient d'eau et entraînent la vapeur qui en résulte dans les tuyaux de chauffage. Souvent, un tel système est équipé de charbon four stationnaire ou chaudière. Habituellement, 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 la température. De telles installations nécessitent une exécution de haute qualité afin d'éviter l'explosion du réservoir de vapeur.

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 pénètre turbine à vapeur. Ici, le flux de vapeur fait tourner l'arbre. Cette rotation est ensuite transformée 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.

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

Le principe de fonctionnement de la chaudière à vapeur

La source de chaleur pour chauffer l'eau d'une chaudière à vapeur peut être n'importe quel type d'énergie : solaire, géothermique, électrique, chaleur de combustion combustible solide ou gaz. La vapeur résultante est un fluide caloporteur, elle transfère la chaleur de combustion du carburant au lieu de son application.

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

L'eau est nettoyée et introduite dans le réservoir à l'aide d'une pompe électrique. En règle générale, le réservoir est situé en haut de la chaudière.
Du réservoir, l'eau s'écoule dans les tuyaux jusqu'au collecteur.
Depuis le collecteur, l'eau remonte vers le haut à travers la zone de chauffage (combustion de carburant).
À l'intérieur de la conduite d'eau, de la vapeur se forme qui, sous l'influence de la différence de pression entre le liquide et le gaz, monte.
Au sommet, la vapeur passe à travers un séparateur. Ici, il est séparé de l'eau, dont les restes sont renvoyés dans le réservoir. La vapeur entre alors dans la conduite de vapeur.
S'il ne s'agit pas d'une simple chaudière à vapeur, mais d'un générateur de vapeur, ses tuyaux traversent à nouveau la zone de combustion et de chauffage.

Dispositif de chaudière à vapeur

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

En plus du tuyau d'eau, les chaudières ont une chambre de combustion (le combustible y brûle). La conception du four est déterminée par le type de combustible pour lequel la chaudière est conçue. S'il s'agit de charbon dur, de bois de chauffage, il y a une grille au fond de la chambre de combustion. Il a du charbon et du bois de chauffage. Par le bas, l'air passe à travers la grille dans la chambre de combustion. Pour une traction efficace (circulation de l'air et combustion du combustible), les foyers sont disposés en haut.

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

Les gaz chauds issus de la combustion du carburant montent dans un récipient d'eau. Il chauffe l'eau et sort par la cheminée. L'eau chauffée au point d'ébullition commence à s'évaporer. La vapeur monte et pénètre dans les tuyaux. C'est ainsi que la circulation naturelle de la vapeur se produit dans le système.

Classification des chaudières à vapeur

Les chaudières à vapeur sont classées selon plusieurs critères. Selon le type de combustible sur lequel ils travaillent :

gaz;
charbon;
essence;
électrique.

Volontairement:

Ménage;
industriel;
énergie;
recyclage.

Par caractéristiques de conception :

conduite de gaz ;
conduite d'eau.

Regardons la différence entre la conception des machines à tubes à gaz et à tubes à eau.

Chaudières à gaz et à tubes d'eau : différences

La cuve de génération de vapeur est souvent une conduite ou plusieurs conduites. L'eau dans les tuyaux est chauffée par les gaz chauds formés lors de la combustion du carburant. Les appareils dans lesquels les gaz montent dans des tuyaux avec de l'eau sont appelés chaudières à tubes de gaz. Le schéma de l'unité de tubes à gaz est illustré 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 - tubes de feu avec gaz chaud qui va plus loin dans la cheminée (positions 13 et 14 - cheminée), 5 - grille entre les tuyaux, 6 - entrée d'eau , la sortie est marquée du numéro 11 - sa sortie, en plus, il y a un dispositif pour mesurer la quantité d'eau à la sortie (marquée du numéro 12), 7 - sortie de vapeur, la zone de son la formation est marquée du numéro 10, 8 - séparateur de vapeur, 9 - la surface extérieure du réservoir, dans laquelle l'eau circule.

Il existe d'autres conceptions dans lesquelles le gaz se déplace à travers un tuyau à l'intérieur d'un récipient 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. En fonction de l'emplacement des fûts avec de l'eau, les chaudières à tubes d'eau sont classées en horizontales, verticales, radiales, ainsi que des combinaisons de différentes directions de tuyaux. Un schéma du mouvement de l'eau à travers une chaudière à tubes d'eau est illustré sur la figure.

Schéma d'une chaudière à tubes d'eau: 1 - alimentation en combustible, 2 - four, 3 - tuyaux pour le mouvement de l'eau; le sens de son mouvement est indiqué par les chiffres 5,6 et 7, le lieu d'entrée d'eau est le 13, le lieu de sortie d'eau est le 11 et le lieu de vidange est le 12, le 4 est la zone où l'eau commence à tourner en vapeur, 19 est la zone où il y a à la fois de la vapeur et de l'eau , 18 - zone de vapeur, 8 - cloisons qui dirigent le mouvement de l'eau, 9 - cheminée et 10 - cheminée, 14 - sortie de vapeur à travers le séparateur 15, 16 - le 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 :

La taille des tuyaux pour l'eau et la vapeur : pour les chaudières à tubes de gaz, les tuyaux sont plus gros, pour les chaudières à tubes d'eau, ils sont plus petits.
La puissance d'une chaudière à tubes de gaz est limitée par 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 générer une quantité importante de vapeur et de 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 à parois épaisses sera déraisonnablement élevé, pas économiquement rentable.
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 tubes à gaz.

Noter:Chaudières à tubes d'eau plus sûr, plus puissant, produire haute température et permettre des surcharges importantes. Cela leur donne un avantage sur les unités à tubes à gaz.

Éléments supplémentaires de l'unité

dans la construction chaudière à vapeur peut comprendre 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. Ceci, à son tour, augmente l'économie et l'efficacité 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. En même temps, il peut avoir sa propre chambre de combustion ou être intégré dans une chaudière à vapeur commune. Structurellement, les surchauffeurs à convection et à rayonnement sont distingués. Les structures de rayonnement chauffent la vapeur 2 à 3 fois plus que celles de convection.
Séparateur de vapeur - élimine l'humidité de la vapeur et la rend sèche. Cela augmente l'efficacité de l'appareil, son efficacité.
Un accumulateur de vapeur est un appareil qui prélève de la vapeur du système lorsqu'il y en a beaucoup et l'ajoute au système lorsqu'il n'y en a pas assez.
Dispositif de préparation de l'eau - réduit la quantité d'oxygène dissous dans l'eau (ce qui empêche la corrosion), élimine les minéraux dissous dans l'eau (avec des réactifs chimiques). Ces mesures empêchent le colmatage des tuyaux avec du tartre, ce qui nuit au transfert de chaleur et crée des conditions propices à la combustion des tuyaux.

De plus, il y a des vannes de vidange de condensat, des réchauffeurs d'air et, bien sûr, un système de surveillance et de contrôle. Il comprend un interrupteur et un interrupteur de combustion, des régulateurs automatiques de consommation d'eau et de carburant.

Générateur de vapeur : puissant moteur à vapeur

Un générateur de vapeur est une chaudière à vapeur équipée de plusieurs appareils supplémentaires. Sa conception comprend un ou plusieurs surchauffeurs intermédiaires, qui augmentent la puissance de son fonctionnement par des dizaines de fois. Où sont utilisées les puissantes machines à vapeur ?

Les générateurs de vapeur sont principalement utilisés 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 de l'eau et générer de la vapeur dans un réacteur :

L'eau lave la cuve du réacteur de l'extérieur, tandis qu'elle se réchauffe et refroidit le réacteur. Ainsi, la formation de vapeur se produit dans un circuit séparé (l'eau est chauffée contre les parois du réacteur et transfère de la chaleur au circuit d'évaporation). Dans cette conception, un générateur de vapeur est utilisé - il agit comme un échangeur de chaleur.
Des conduites d'eau de chauffage circulent à l'intérieur du réacteur. Lorsque des tuyaux sont introduits dans le réacteur, celui-ci devient une chambre de combustion et la vapeur est transférée directement au générateur électrique. Cette conception s'appelle un réacteur à eau bouillante. Il n'y a pas besoin de générateur de vapeur.

Industriel unités de vapeur — machines puissantes qui fournissent de l'électricité aux gens. Les unités ménagères - travaillent également au service de l'homme. Les chaudières à vapeur vous permettent de chauffer la maison et d'effectuer travaux divers, et aussi donner la part du lion énergie électrique pour les usines métallurgiques. Les chaudières à vapeur sont l'épine dorsale de l'industrie.

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

L'unité de chaudière à tubes de gaz est un tambour cylindrique, à l'intérieur duquel 1-2 tuyaux d'un diamètre de d = 0,6-1 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 four pénètrent dans les tuyaux, qui sont lavés de l'extérieur avec de l'eau bouillante. La vapeur d'eau résultante du haut du ballon est envoyée au surchauffeur ou directement au consommateur. Ces chaudières présentent un certain nombre d'inconvénients importants (grande consommation spécifique métal, performances limitées, paramètres de vapeur faibles), ils sont donc utilisés relativement rarement.

Les chaudières à tubes d'eau sont des échangeurs de chaleur à tubes d'eau avec circulation forcée. Le processus de vaporisation en eux a lieu à l'intérieur des tuyaux, qui sont chauffés de l'extérieur par les gaz de combustion. Chaudières avec circulation naturelle sont réalisées principalement sous la forme de structures verticales à tubes d'eau.

Une caractéristique de ces installations est la présence d'un ou plusieurs tambours, auxquels sont fixés des tuyaux courbes verticaux, 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. Sur la fig. 1. montre une chaudière à double tambour verticalement - à tubes d'eau DKVR-2.5-13 avec un four à chambre pour la combustion gaz naturel.

Capacité vapeur chaudière 2,5 t/h, pression vapeur 1,3 MPa, température vapeur surchauffée 350 °C.

Les chaudières de ce type ont une capacité de 2,5 à 35 t/h, elles sont installées dans des chaufferies entreprises industrielles. La chaudière a un tambour supérieur 1 et un tambour inférieur 3, qui sont reliés par des tuyaux de chaudière verticaux 2. Deux écrans latéraux sont situés dans la chambre de combustion 5, qui sont formés par des tuyaux de chaudière 6 reliant le tambour supérieur aux collecteurs latéraux inférieurs 4 .

Chaudière haute pression PK-19 (capacité vapeur 120 t/h, pression vapeur 10 MPa, température vapeur 510 °C) est conçu pour fonctionner sur l'anthracite charbons bitumineux(Fig. 2.).

La particularité de ce type de chaudières est qu'elles n'ont qu'un seul tambour avec des cyclones déportés pour séparer l'eau et la vapeur. Les parois du four sont entièrement recouvertes de tubes grillagés.

L'eau du tambour 1 et des cyclones distants 2 descend par des tuyaux situés à l'extérieur du revêtement dans les collecteurs inférieurs des écrans. Dans le puits de convection de l'unité de chaudière, en plus des deux étages de l'économiseur d'eau 6, sont également placés deux étages du réchauffeur d'air 7. L'air fourni par le ventilateur passe entre les tuyaux du réchauffeur d'air en série à travers le premier et deuxième étages, et gaz - de haut en bas à l'intérieur des tuyaux. L'air chauffé est fourni aux brûleurs situés sur les parois latérales de la chambre de combustion. Ici, avec l'air primaire, la poussière est fournie par le système de préparation de la poussière.

Le surchauffeur de la chaudière est placé dans un conduit horizontal reliant le four à la cheminée de convection. Vapeur du tambour de la chaudière à travers des tuyaux passant sous plafond, est envoyé au désurchauffeur 4 du surchauffeur 5, dans lequel, du fait de la condensation partielle de la vapeur avec l'eau d'alimentation, la température de la vapeur surchauffée est régulée. Depuis le désurchauffeur, la vapeur pénètre dans les tuyaux du serpentin du surchauffeur puis dans le collecteur de sortie 3.

Sur la fig. Fig. 3. Schéma d'un générateur de vapeur à pression supercritique à double enveloppe à passage unique 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 de vapeur intermédiaire allant jusqu'à 570 °C est présentée.

L'unité de chaudière a une disposition en forme de U et se compose de deux bâtiments adjacents, de taille et de configuration identiques. Ils ne diffèrent les uns des autres que par le fait qu'un boîtier contient une grande partie du surchauffeur primaire, et l'autre boîtier en contient une plus petite partie et l'ensemble du surchauffeur secondaire.

La hauteur totale de l'unité de chaudière est de 50 m. Le four de cette unité se compose d'une chambre de combustion 1 avec décendrage liquide et écrans doublés et d'une chambre de postcombustion 2 avec écrans verticaux ouverts 3. Après avoir quitté le four, gaz de combustion traverser le surchauffeur, constitué de la partie rayonnement 4 et de la partie convective 6, puis traverser surfaces convectives chauffage de la chaudière (zone de transition 7, économiseur d'eau 8 et aérotherme 9).

La vapeur à réchauffer issue de la turbine entre dans la partie rayonnement 4 du surchauffeur secondaire situé dans la seconde enveloppe du groupe chaudière, puis elle est envoyée vers l'échangeur 5 chauffé par la vapeur primaire, destiné à réguler la température de la vapeur, puis pour partie convective surchauffeur 6 et dans la turbine. Un contrôle supplémentaire de la température de la vapeur surchauffée est effectué par des désurchauffeurs à injection, ainsi qu'en modifiant la répartition de la quantité de combustible brûlé sur les fours des deux bâtiments.

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

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

Le bloc chaudière est composé de deux corps symétriques. La chambre de combustion de chaque corps a une forme prismatique et est divisée en hauteur par un pincement formé par les tubulures des écrans avant et arrière en deux parties : le pré-four 1 et la chambre de refroidissement 3.

Dans la partie inférieure - le pré-four, le combustible est brûlé, dans la partie supérieure, les gaz de combustion sont refroidis. Sur les parois avant et arrière du pré-four, 24 brûleurs à gaz à poussière 2 sont installés sur deux rangées. Toutes les parois du pré-four et les chambres de refroidissement sont blindées. Dans la partie supérieure de la chambre de refroidissement se trouve un surchauffeur à écran haute pression 5.

Chaque bâtiment a quatre jets de vapeur d'eau. Au cours de l'eau, un économiseur d'eau 4, un mur mitoyen, Système de suspension puits de convection et écrans de fournaise. Ces derniers, à leur tour, sont constitués de surfaces connectées en série: panneaux de foyer, panneaux de la partie inférieure de rayonnement, écrans de four à deux lumières et panneaux de la partie supérieure de rayonnement.

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

L'unité de la chaudière est équipée d'un système d'élimination des scories liquides. Pré-nettoyage les gaz des cendres volantes sont produits dans des cyclones à flux direct à batterie, et le dernier - dans des précipitateurs électrostatiques. L'ossature du bloc chaudière est en métal. Le revêtement des parois de la chambre de combustion et de l'arbre de convection est léger et multicouche.

La conception de la chaudière est conçue en bloc. Cela signifie que des blocs d'usine sont fournis sur le site d'installation, dont le nombre est de 856 pièces pour les surfaces chauffantes uniquement avec poids maximal un bloc 24,7 tonnes. Littérature : 1) Sidelkovsky L.N., Yurenev V.N. Générateurs de vapeur des entreprises industrielles. -M. : Énergie, 1978. 2) Génie thermique, Bondarev V.A., Protsky A.E., Grinkevich R.N. Minsk, éd. 2ème, "Ecole Supérieure", 1976.

L'appareil des chaudières à vapeur

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L'appareil des chaudières à vapeur

Des chaudières à vapeur de type exclusivement vertical avec des tuyaux d'incendie ou de chaudière sont installées sur les grues. Par performance, ces chaudières peuvent être classées comme chaudières batterie faible. Sur la fig. 6 montre une chaudière à vapeur verticale avec tubes de fumée, montée sur une grue PK-TsUMZ-15.

Riz. 6. Chaudière à tubes de fumée de la grue PK-TsUMZ-15 :
A - four; B - espace aquatique; B - espace vapeur; G-passages élargis entre les tuyaux ; D - trou de vis ; E - boîte à fumée; 1 - feuille de foyer; g - grille de cuisson ; 3 - anneau de boue; 4 - coque extérieure; 5 - grille de fumée; 6 - tubes à feu ; 7 - porte shurovochny; S - feuille réfléchissante; 9 - grille; 10 - trappe affleurante; 11 - trou d'homme; 12 - maçonnerie de la chaudière; 13 - cendrier; 14 - pare-étincelles; 15 - coquille du trou de forage; 16 - dispositif de soufflage ; 17 - prise de contrôle ; 18 - levier de commande de la grille ; 19 - patte de la chaudière

Des chaudières de type similaire, n'ayant que des données et des dimensions différentes, sont installées sur les grues PK-6.

Les parties principales de cette chaudière sont : un four dans lequel le combustible est brûlé ; la partie cylindrique de la chaudière, formant des espaces d'eau et de vapeur, où l'eau s'évapore, se transformant en vapeur; chambre de fumée, où les gaz des tubes à feu sont dirigés et d'où ils sortent par la cheminée dans l'atmosphère.

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

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

La partie cylindrique de la chaudière est formée par une tôle de chaudière en acier 20K enroulée dans un tambour. Les bords des tambours cylindriques, des grilles et des éléments de la chaudière sont aboutés ensemble dans 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 four, grâce auquel le four, entrant dans le tambour, forme partie inférieure espace aquatique.

En dessous, entre le tambour cylindrique de la chaudière et le foyer, se trouve un anneau de boue en St. 3 section rectangulaire ; les extrémités de l'anneau sont soudées bout à bout. Par cet anneau, la partie cylindrique de la chaudière est reliée par une cheminée ; la chaudière est montée sur un châssis pivotant de grue et renforcée par des pattes.

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

Une feuille réfléchissante fixée sur des crémaillères à l'intérieur de la porte du tiroir sert à la protéger d'un échauffement excessif.
Pour le rinçage et le nettoyage de la chaudière, deux rangées de trappes de rinçage sont formées dans la feuille extérieure, dont la disposition est illustrée à 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 de la saleté et des boues qui se déposent sur l'anneau, la deuxième rangée est située au niveau de la grille de cuisson et sert à rincer et nettoyer sa surface.

Pour faciliter le nettoyage de la chaudière, la réparation et l'inspection de sa partie interne, du côté du foyer opposé au trou de cuisson, une trappe (Fig. 8) mesurant 300 X 400 mm est située légèrement au-dessus du niveau de la grille de feu .

Riz. 8. Trappe de trou d'homme :
1 - tôle extérieure de la chaudière; 2 - anneau de renfort de la fenêtre du regard; 3 - joint; 4 - couvercle de regard; 5 épingles à cheveux; 6 - support de trappe

Dans les ouvertures des grilles de feu et de fumée, les extrémités des tubes de fumée sont fixées (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 autorisé. Les tubes de fumée augmentent la surface de chauffe. Plus il y a de tuyaux, plus la surface de chauffe totale est grande et plus la chaudière produira de vapeur. Dans la chaudière considérée de la grue PK-TsUMZ-15, il y a 122 tubes à incendie.

Pour faciliter l'accès aux tubes de fumée 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 élargis perpendiculaires entre eux.

La distance entre les centres de deux tuyaux adjacents s'appelle le pas des tuyaux et le corps du treillis entre les deux trous pour les tuyaux s'appelle un cavalier ou un pont.

Les ponts, en particulier dans la grille de cuisson, dus aux effets de haute température, sont le point le plus vulnérable, dans lequel les fissures apparaissent le plus souvent. Par conséquent, l'état des ponts doit être soigneusement surveillé pendant le fonctionnement de la chaudière et, lors des réparations, leur taille ne doit pas être réduite.
L'extrémité supérieure des tuyaux est évasée à un diamètre plus grand, et l'extrémité inférieure, au contraire, s'enroule à un diamètre plus petit, grâce à quoi, lors du changement ou de la réparation, ils sont assez facilement retirés vers le haut même s'il y a un petit couche de tartre à leur surface. Les extrémités inférieures de diamètre réduit des tuyaux peuvent en outre être fixées dans la grille de foyer 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 tubes de fumée est placée dans l'ouverture de la grille du foyer de manière à ce qu'elle dépasse de 8 mm vers le feu ; après avoir installé le tuyau, l'extrémité saillante de celui-ci est éteinte et ébouillantée sans faute.

Les extrémités supérieures des tubes à feu dépassent également de la grille de 10 à 15 mm; ils sont scellés avec un torchage de l'intérieur. Dans la partie supérieure 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 munie de trappes ou d'un dessus amovible.

Dans la partie inférieure du four, une grille est installée sur laquelle repose une couche de combustible brûlant.

Riz. 9. Tube de fumée : 1 - tuyau ; 2 - bague d'étanchéité en cuivre; 3 - prise de contrôle

La grille est constituée de plaques de grille séparées, dans le corps desquelles des fentes sont faites 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. Ceci permet d'éviter une surchauffe excessive de la tôle du four en cas d'accumulation d'une couche de boue sur l'anneau de boue. Le débit d'air et l'intensité de la combustion du combustible dépendent de la taille de la zone ouverte (la somme de toutes les fentes de la grille) de la grille. Habituellement dans la grille des chaudières à grue zhi-aire totale grilles.

Des plaques séparées de la grille sont rendues mobiles, elles tournent sur des broches horizontales. Cela facilite le nettoyage de la grille des scories. À l'aide de leviers, ces plaques prennent une position inclinée, de sorte que la couche de laitier est desserrée, fissurée et déversée dans le cendrier.

Pour augmenter le tirage dans la boîte à fumée de la chaudière, un siphon est installé - un tube annulaire 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'une corne en forme avec trois buses dirigées vers le haut. Dépensé en machine à vapeur la 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, à la suite de quoi l'afflux d'air traversant la grille augmente.

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

La masse de brique sur la surface de la chaudière peut être appliquée à chaud de la manière suivante. Dans la chaudière, la pression de vapeur est portée à 3-4 kg/cm2, puis une couche d'amiante liquide est appliquée à la surface de la chaudière, et en séchant, une couche de masse d'amiante-argile est appliquée. Le maçonnerie de la chaudière peut également se faire à froid, dans ce cas, après le maçonnerie, la chaudière est immédiatement gainée de tôle de couverture et maintenue immobile pendant au moins une journée.

L'épaisseur uniforme de la couche de garnissage et le renforcement du garnissage sont obtenus en disposant sur la chaudière plusieurs anneaux dits phares, espacés de la partie cylindrique de la chaudière par l'épaisseur de la couche de garnissage. Ces anneaux de phare sont pressés avec des ceintures spéciales peau extérieure Chaudière.

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

Une chaudière à tuyaux bouillants (Fig. 10) consiste en un tambour vertical extérieur fermé par le haut avec un couvercle estampé. À l'intérieur du tambour se trouve un tube à flamme dont la partie supérieure se rétrécit progressivement et se transforme en un tube à feu. Pour protéger le tambour d'une combustion rapide avec à l'intérieur un tuyau de sécurité est inséré, formant un espace de gaz annulaire. Un surchauffeur sous forme de serpentin tubulaire à deux rangées est placé à l'intérieur de la conduite de sécurité.

Pour augmenter la surface de chauffe, deux paires de tubes de chaudière sont soudées dans le tube à flamme, parallèles l'une à l'autre. Dans la partie inférieure, le tube de flamme est relié au tambour extérieur par un anneau de boue.

Une coquille 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 boue de support, dans lequel est monté un contrepoids en fonte, qui est en même temps le cendrier de la chaudière ; sur ce contrepoids, des grilles sont posées, formant une grille.

Pour éliminer la surchauffe des parois dans la zone de l'anneau de boue, un revêtement en chamotte a été posé sur la grille.

Un trou spécial a été fait pour l'inspection et la réparation de la chaudière, et des trappes d'inspection ont été installées contre chacun des tuyaux de la chaudière. Près de l'anneau de boue, il y a trois petites trappes de rinçage pour nettoyer et enlever les boues du fond de la chaudière.

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

L'espace entre le tube de flamme et le tambour extérieur, ainsi que partie intérieure les tubes de la chaudière constituent le volume d'eau et l'espace entre le tambour extérieur et le tube de feu - la vapeur.

Riz. 10. Chaudière à vapeur verticale avec tubes de chaudière :
1 - tambour extérieur ; 2 - tube de flamme ; 3 - anneau de boue; 4 - tuyau bouillant; 5 - serpentin de surchauffeur ; 6 - tuyau d'échantillonnage de vapeur ; 7 - tuyau de fumée ; huit -cheminée; 9 - tuyau de sécurité; 10 - porte de visite ; 11 - doublure; 12- grille ; 13 - poids de déviation-cendrier; 14 - anneau de soutien

Deux bouchons de contrôle sont installés dans le col du tube de flamme, qui donnent un signal au cas où le niveau d'eau descend en dessous de la limite autorisée.
Un tuyau est placé à l'intérieur de l'espace vapeur, à travers lequel la vapeur pénètre dans le partie supérieure serpentin de surchauffeur et, en le traversant, va dans la conduite d'alimentation en vapeur.