Chaudières à vapeur: le principe de fonctionnement et le dispositif

Chaudière à vapeur est un dispositif pour convertir l'eau en vapeur qui est utilisée à la fois à la maison et dans l'industrie. La vapeur est utilisée pour chauffer des locaux, des véhicules et des pipelines, ainsi que pour faire tourner turbomachines. Découvrons plus ce qui constitue des chaudières à vapeur. Le principe de fonctionnement, la classification de l'appareil, la portée et beaucoup plus – tout cela sera discuté ci-dessous.

définition

Comme vous le savez, une unité de chaudière à vapeur produit de la vapeur. Ainsi, les chaudières de ce type peuvent produire des paires de deux types: saturés et surchauffé. Dans le premier cas, la température est d'environ 100 degrés, et la pression – environ 100 kPa. Surchauffée température de la vapeur monte à 500 degrés et la pression – jusqu'à 26 MPa. la vapeur saturée est utilisée à des fins domestiques, principalement pour le chauffage des maisons privées. La vapeur surchauffée a trouvé une application dans l'industrie et de l'énergie. Il tolère la chaleur, de sorte que son utilisation augmente considérablement l'efficacité de l'usine.

portée

Il existe trois principaux domaines d'application des chaudières à vapeur:

1. Les systèmes de chauffage. La vapeur d'eau agit comme une source d'énergie.
2. Énergie. machines à vapeur industrielles, ou comme on les appelle générateurs de vapeur sont utilisés pour produire de l'énergie électrique.
3. Industrie. La vapeur d'eau dans l'industrie sont utilisés non seulement pour le chauffage, appareils et canalisations « chemises », mais aussi pour la conversion de l'énergie thermique en véhicules mécaniques et mobiles.

chaudières à vapeur ménagers utilisés pour le chauffage domestique. En mots simples, leur tâche est un mouvement de vapeur et de l'eau chauffée à travers le pipeline. Un tel système est souvent équiper d'un four stationnaire ou chaudière. En règle générale, les appareils ménagers produisent pas de vapeur surchauffée saturée, ce qui est suffisant pour mener à bien leurs tâches.

Dans l'industrie, la vapeur est surchauffée – continuer à chauffer après évaporation dans le but d'augmenter encore la température. Ces installations ont des exigences de qualité spéciale, car les risques de réservoir de vapeur surchauffée à exploser. La vapeur surchauffée obtenue à partir de la chaudière, peut aller à la production d'électricité ou de mouvement mécanique.

Le courant électrique à vapeur formé de la manière suivante. Cuisson à la vapeur, la vapeur pénètre dans la turbine où elle est due à l'écoulement dense fait tourner l'arbre. Ainsi, l'énergie thermique est convertie en mécanique, et elle, à son tour, est convertie en énergie électrique. Voilà comment le pouvoir de la turbine.

La rotation de l'arbre, qui se produit l'évaporation de grandes quantités de vapeur d'eau surchauffée, peut être transmis directement au moteur et la roue. Ainsi, le mouvement est le transport de la vapeur. A titre d'exemple populaire de la vapeur machine à vapeur peut entraîner la chaudière locomotive ou marine. dernier principe de fonctionnement est assez simple: la combustion du charbon génère de la chaleur qui chauffe l'eau et génère de la vapeur. Eh bien paires, à son tour, fait tourner la roue, ou dans le cas de vis de navire.

Chaudières à vapeur: fonctionnement

Considérons plus en détail le fonctionnement de ces chaudières. La source de chaleur nécessaire pour chauffer l'eau, peut être tout type d'énergie: électrique, l'énergie solaire, l'énergie géothermique, la chaleur provenant de la combustion de gaz ou de combustible solide. La vapeur produite lors du chauffage de l'eau est un fluide de transfert de chaleur, à savoir le transfert d'énergie thermique à partir de l'espace de chauffage dans le lieu d'utilisation.

En dépit de la variété de modèles, le dispositif principal et principe de fonctionnement des chaudières à vapeur ne diffèrent pas. circuit total de chauffage de l'eau avec sa transformation ultérieure en vapeur se présente comme suit:

1. Le nettoyage de l'eau sur des filtres et son alimentation à la cuve de chauffage par la pompe. Le réservoir est généralement située dans la partie supérieure de l'appareil.
2. A partir du réservoir l'eau pénètre à travers les tubes dans le collecteur, situés respectivement au-dessous.
3. L'eau augmente à nouveau, mais cette fois non pas par le tuyau et à travers la zone de chauffage.
4. Dans la zone de chauffage formée par paires. Sous l'action de la différence de pression entre le liquide et la substance gazeuse, il va augmenter vers le haut.
5. Au-dessus de la vapeur d'eau chauffée passe à travers un séparateur, où il est enfin séparé de l'eau. Les résidus de fluide retourné au réservoir, et la vapeur d'eau devrait être dans la ligne de vapeur.
6. Si cela est une chaudière ordinaire, et le générateur de vapeur, il est en outre chauffé par des tuyaux. Sur leurs méthodes de chauffage décrites ci-dessous.

dispositif

Les chaudières à vapeur représentent réservoir dans lequel l'eau est chauffée pour former de la vapeur. En général, ils sont réalisés sous la forme de tuyaux de différentes tailles. En outre tuyau avec chaudière à eau a toujours une chambre de combustion (four). Sa structure peut varier en fonction du type de combustible utilisé. Si elle est en bois, ou le charbon, est au fond du four est grille installée sur laquelle la pile à combustible. Du fond de la grille, l'air pénètre dans la chambre de combustion. Une partie supérieure du four équipe la cheminée, qui est nécessaire pour une traction efficace – circulation d'air et de carburant de combustion.

Le principe de chaudières à vapeur à combustible solide est quelque peu différente de celle des dispositifs dans lesquels le liquide de refroidissement utilisé comme matière liquide ou gazeuse. Dans le second cas, le brûleur comprend la chambre de combustion qui fonctionne comme les brûleurs de cuisinières à gaz domestique. Pour la circulation de l'air également utiliser la grille et la cheminée, car quel que soit le type de carburant, l'air de combustion est une condition sine qua non.

gaz combustible obtenu à partir de la combustion du carburant, monte vers le réservoir d'eau. Il donne à l'eau sa chaleur et sort par la cheminée dans l'atmosphère. Lorsque l'eau est chauffée à la température d'ébullition, il commence à s'évaporer. Il convient de noter que l'eau s'évapore avant, mais pas dans de telles quantités et à cette vapeur de température. seule la vapeur d'eau évaporée pénètre dans le tuyau. Ainsi, la circulation de la vapeur et le changement des états d'agrégation de l'eau se produit naturellement. Le principe de fonctionnement d'une chaudière à vapeur d'une circulation naturelle nécessite une intervention humaine minimale. Tout ce que vous devez faire l'opérateur est d'assurer une eau chaude stable et contrôler le processus au moyen de dispositifs spéciaux.

Dans le cas de l'eau de la chaudière de chauffage électrique est plus facile. Il est chauffé par les éléments chauffants ou des éléments chauffants TYPE agit comme un guide et est chauffé par effet Joule-Lenz.

classification

Chaudières à vapeur, le principe que nous examinons aujourd'hui, peuvent être classés de plusieurs façons.

Par type de carburant:

1. Charbon.
2. Gaz.
3. L'huile lourde.
4. Électrique.

Sur rendez – vous:

1. Ménage.
2. Énergie.
3. Industrielle.
4. Recyclage.

De par sa conception:

1. -Tube.
2. Tube d'eau.

Quelle est la différence de gaz et tubes d'eau des chaudières à vapeur

Le principe de fonctionnement est basé sur les chaudières de chauffage avec réservoir d'eau. Capacité dans laquelle l'eau passe à l'état de vapeur est généralement un tube ou plusieurs tubes. Dispositifs dans lesquels chauffe le tuyau de carburant, se levant, les chaudières à tubes appelé.

Mais il y a une autre option – lorsque le gaz de combustion passe à travers le tuyau, à l'intérieur du réservoir d'eau. Dans ce cas, les récipients d'eau appelés tambours et la chaudière elle-même – le tube d'eau. Dans le langage courant, il est également appelé chaudière à tubes de fumée. Selon l'emplacement des tambours chauffe-eau de ce type est divisée en: horizontal, vertical et radial. En outre, il existe des modèles qui ont mis en œuvre différents tubes directions.

Structure et principe de fonctionnement chaudière à tube tubes de fumée diffère légèrement de. Tout d'abord, il concerne la taille du tuyau et de l'eau et de la vapeur. Dans les tubes de la chaudière à tubes d'eau moins globale, que dans un tube. D'autre part, il existe des différences en place de puissance. -Tube chaudière fournit la pression non supérieure à 1 MPa et a une capacité de génération de chaleur jusqu'à 360 kW. La raison en est le grand tuyau. Qui a été formé dans les tubes est assez pression de vapeur, les murs doivent être épais. En conséquence – le coût de ces chaudières est surestimée. Puissante chaudière à tubes d'eau. En raison des tubes à paroi mince, la vapeur chauffe mieux. Troisièmement, tubes d'eau des chaudières plus sûres. Ils produisent de la chaleur et ne sont pas peur d'une surcharge importante.

D'autres éléments de chaudières

Le principe de fonctionnement du Toutefois, sa conception chaudière à vapeur est tout à fait simple, se compose d'un assez grand nombre d'articles. En outre des chambres de combustion et des conduites pour la circulation de l'eau / chaudières à vapeur sont équipés de dispositifs pour améliorer leur efficacité (augmentation de la température de vapeur, sa pression et sa quantité). Ces dispositifs comprennent:

1. Surchauffeur. Il permet d'augmenter la température de la vapeur supérieure à 100 degrés. La surchauffe de la vapeur d'eau augmente l'efficacité du dispositif et de son efficacité. La vapeur surchauffée peut atteindre des températures de 500 degrés Celsius. Ces températures élevées se produisent dans les centrales à vapeur des centrales nucléaires. L'essence de la surchauffe est que, après l'évaporation qui traverse le tuyau est soumis à la vapeur d'eau réchauffée. A cet effet, l'appareil peut être équipé d'un brûleur supplémentaire ou une tuyauterie unique qui, avant paires de sortie sur l'utilisation prévue, passe plusieurs fois à travers le four principal. Surchauffeurs sont rayonnement et par convection. Le premier travail 2-3 fois plus efficace.
2. Séparateur. Utilisé pour « drainage » vapeur – la sépare de l'eau. Cela augmente l'efficacité de l'usine.
3. accumulateur de vapeur. Ce dispositif est conçu pour maintenir un niveau constant de l'installation de vapeur. Quand un couple ne suffit pas, il ajoute au système et, au contraire, dans le cas choisit une surabondance.
4. Dispositif préparatoire pour l' eau. Pour la machine à travailler plus longtemps, l'eau qui tombe en elle, doit répondre à des exigences spécifiques. Ce dispositif réduit la quantité d'oxygène dans l'eau et les minéraux. Ces mesures simples peuvent empêcher la corrosion des tuyaux et la formation de tartre sur leurs murs. La rouille et l'échelle non seulement de réduire l'efficacité du dispositif, mais aussi le conduire rapidement en mauvais état, en particulier dans le cas d'une utilisation active.

équipement de surveillance

En outre, la chaudière est équipée de dispositifs auxiliaires pour le contrôle et la gestion. Par exemple, un interrupteur de fin de course surveille le niveau d'eau en maintenant un niveau de liquide constant dans le tambour. Le principe de fonctionnement de l'indicateur seuils de chaudière à vapeur sur la base du changement de poids de la cargaison spéciale au cours de leur passage de la phase liquide à la vapeur et vice versa. En cas d'écart par rapport à la norme il émet un bip pour alerter les employés de l'entreprise.

Pour positionner le contrôle du niveau de l'eau est également utilisé chaudière à colonne montante. Le principe de fonctionnement du dispositif en fonction de la conductivité électrique de l'eau. La colonne est un tube équipé de quatre électrodes, commander le niveau de l'eau. Si la colonne d'eau atteint le repère inférieur, une pompe d'alimentation connectée, et si le haut – arrête la chaudière d'eau alimenté.

Un autre dispositif simple de mesurer le niveau d'eau de chaudière est un verre soluble, intégré dans l'appareil. Le principe de fonctionnement de la chaudière à vapeur en verre hydrométrique est simple – il est destiné à un contrôle visuel du niveau d'eau.

niveau de liquide également dans le système par l'intermédiaire de jauges de pression et les thermomètres mesurer respectivement la température et la pression. Tout ce qui est nécessaire pour le fonctionnement normal de la chaudière et pour éviter les risques d'accidents.

Générateurs de vapeur

Nous avons déjà discuté du principe de la chaudière à vapeur, brièvement au courant des particularités des générateurs de vapeur – les chaudières les plus puissants équipés de dispositifs supplémentaires. Comme vous pouvez le voir, la principale différence entre la vapeur de la chaudière est que sa structure comprend un ou plusieurs surchauffeurs, qui permet aux plus hautes températures de vapeur. Dans les centrales nucléaires, en raison du couple très chaud, convertir l'énergie de la désintégration atomique en énergie électrique.

Il y a deux façons de base: le chauffage de l'eau et sa traduction dans un état gazeux dans le réacteur:

1. L' eau se lave le corps du réacteur. Lorsque le réacteur est refroidi et l'eau est chauffée. Ainsi, la vapeur est produite dans un circuit séparé. Dans ce cas, le générateur de vapeur sert d'échangeur de chaleur.
2. Les tubes testés avec de l' eau à l' intérieur du réacteur. Dans ce mode de réalisation, le réacteur est une chambre de combustion à partir de laquelle la vapeur est fournie directement au générateur. Cette conception est appelée un réacteur à eau bouillante. Ici, tout fonctionne sans vapeur.

conclusion

Aujourd'hui, nous avons rencontré un tel dispositif utile comme une chaudière à vapeur. Structure et principe de fonctionnement de ce dispositif est assez simple et basé sur une des propriétés physiques banales de l'eau. Néanmoins les chaudières facilite grandement la vie humaine. Ils chauffent le bâtiment et aider à produire de l'électricité.