Cómo se clasifican las plantas de calderas según su finalidad. Información general sobre instalaciones de calderas, tipos de calderas para el suministro de calor en edificios. Tipos de energía y métodos de su producción.

Suministro de calor

Los sistemas de calefacción urbana se caracterizan por una combinación de tres vínculos principales: fuentes de calor, redes de calor y sistemas locales de consumo de calor (uso de calor) de edificios y estructuras individuales.

Cuando se utiliza combustible orgánico la fuente de energía térmica puede ser una planta de calderas o cogeneración, en centrales nucleares se utiliza combustible nuclear para generar energía térmica, en algunos casos se utilizan combustibles auxiliares fuentes de calor renovables– energía geotérmica, energía de radiación solar, etc.

Tipos de combustible

Según la definición de D. I. Mendeleev, "el combustible es una sustancia combustible que se quema deliberadamente para producir calor".

bien conocido principales tipos de combustible- leña, turba, carbón, esquisto, residuos de petróleo, gas. Todos ellos son compuestos orgánicos capaces de reaccionar con el oxígeno atmosférico a altas temperaturas, durante las cuales se libera calor.

El combustible se extrae en grandes cantidades, sus reservas en la naturaleza son muy importantes. El oxígeno necesario para la reacción se toma del aire circundante. Como resultado de la reacción, se obtienen gases de combustión altamente calentados, cuyo calor se utiliza en la planta de calderas. Los gases enfriados se liberan a la atmósfera a través de la chimenea.

Para quemar lata Se pueden utilizar tanto combustibles naturales como artificiales., obtenido después del procesamiento de combustible natural para aislar de él productos valiosos, que incluyen resinas, gasolinas, bencenos, aceites lubricantes minerales, pinturas, productos farmacéuticos, sulfato de amonio, que se utiliza para necesidades agrícolas, etc.

Combustible sólido:

a) natural - leña, carbón, antracita, turba;

b) artificial - carbón vegetal, coque y pulverizado, que se obtiene a partir de carbones triturados.

Combustible líquido:

a) natural - aceite;

b) artificial - gasolina, queroseno, fuel oil, resina.

combustible gaseoso:

a) natural - gas natural;

b) gas artificial - generador obtenido durante la gasificación de varios tipos de combustibles sólidos (turba, leña, carbón, etc.), coquización, alto horno, iluminación y otros gases.

Tipos de plantas de calderas.

Sala de calderas estacionaria ya no es la única posibilidad de calefacción autónoma. El equipo necesita una habitación, pero su ubicación puede ser cualquier cosa.

Salas de calderas de bloque por ejemplo, puede ubicarse tanto en el sótano como en el techo (si se cumplen una serie de condiciones). Además, las propias salas de calderas se han vuelto mucho más fiables. Esto se debe principalmente a que los fabricantes han comenzado a ofrecer instalaciones llave en mano: todo el equipo necesario ya está instalado en bloques o en un módulo, y puede comenzar la instalación. En consecuencia, hay dos tipos de plantas de calderas: calderas de bloque y modulares.. Ambos tipos de estructuras son convenientes en términos de transporte (por regla general, se transportan por ferrocarril o carretera).

El equipo principal de la sala de calderas.: caldera, bomba de agua, depósito de líquido, tuberías, quemador. Algunos también compran equipos adicionales que ayudan a ahorrar dinero: calderas no volátiles, calderas con función de encendido eléctrico, calderas de hierro fundido de dos vías y combinadas.

Hace relativamente poco, apareció el mercado de equipos térmicos. TKU - plantas de calderas transportables. La necesidad de ellos apareció con la aparición de nuevas industrias, que están ubicadas en edificios que no están conectados al sistema de calefacción central. La ventaja de la novedad es que es bastante fácil de transportar (el diseño modular tiene ruedas), es fácil de manejar y no requiere la presencia constante de un operador. Además, por regla general, las TCU están completamente automatizadas, por lo que son bastante fáciles de administrar. Al mismo tiempo, puede generar una cantidad suficiente de calor y no requiere conexión a las comunicaciones.

Clasificación de las salas de calderas.

Dependiendo de donde se ubique la instalación, existen:

Techo;

· Empotrado en el edificio;

Bloque modular;

· Cuadro.

En el sistema de cada calefacción, su elemento principal es la caldera. Realiza la función principal: calefacción. Según la base sobre la que trabaje todo el sistema y la caldera en particular, existen las siguientes tipos de calderas :

§ Calderas de vapor

§ Calentamiento de agua;

§ Mezclado;

§ Calderas para aceite diatérmico.

Cualquier sistema de calefacción funciona, como se señaló anteriormente, de uno u otro escribe materias primas, combustible o recurso natural. A Dependiendo de esto, las calderas se dividen en:

· Propulsor sólido. Para ello se utiliza leña, carbón y otros tipos de combustibles sólidos.

Combustible líquido - aceite, gasolina, fuel oil y otros.

· Gasolina.

· Mixtos o combinados. Se espera el uso de varios tipos y tipos de combustible.

Según su finalidad, las calderas se dividen en:

1) Energía (para centrales térmicas)

2) Producción de calefacción.

Según la ubicación de los fogones hay:

1) Con hogar interno (p. ej. MZK)

2) Con hogar externo (inferior) (p. ej. DKVR)

3) Con cámara de combustión remota (p. ej., DE)

Según el método de combustión del combustible:

1) En capas (rejilla): para quemar combustible sólido grumoso.

2) Cámara: los combustibles gaseosos, líquidos y sólidos en polvo se queman en suspensión.

De acuerdo con el movimiento de los gases de combustión y el agua, las calderas se dividen en:

1) Tubería de gas, donde los productos de la combustión pasan a través de tuberías o una tubería de vapor, y el agua se mueve alrededor de las tuberías y la tubería de vapor.

2) Calderas acuotubulares, en las que el agua (mezcla de vapor y agua) pasa por los conductos de la superficie de calentamiento de la caldera, y los productos de la combustión lavan estos conductos y transfieren su calor al agua.

Por características de diseño, las calderas se dividen en:

1) cilíndrico

2) Tubería de agua horizontal

3) Tubo de agua vertical con uno o más tambores

Según el movimiento de agua o caudal de vapor-agua en el interior de la caldera:

1) Circulación natural - se realiza debido a la presión de impulsión creada por la diferencia de los pesos de la columna de agua en las tuberías de bajada y la columna de mezcla de vapor y agua en las tuberías de elevación.

2) Movimiento forzado del refrigerante (realizado con la ayuda de estimuladores artificiales - bombas), que a su vez se realiza mediante circulación forzada múltiple y según el esquema de un solo paso.

En las salas de calderas modernas de calefacción y calefacción industrial para la producción de vapor, se utilizan principalmente calderas con circulación natural, y para la producción de agua caliente, calderas con movimiento forzado del portador de calor, que funcionan según el principio de un solo paso.

Las calderas de vapor modernas con circulación natural están hechas de tuberías verticales ubicadas entre dos colectores (tambores). Una pieza de tubería llamada “ tuberías de elevación”, se calienta con un soplete y productos de combustión de combustible, y la otra parte de las tuberías, generalmente sin calentar, se encuentra fuera de la unidad de caldera y se denomina " cañerías”. En las tuberías ascendentes calentadas, el agua se calienta hasta que hierve, se evapora parcialmente y entra en el tambor de la caldera en forma de una mezcla de vapor y agua, donde se separa en vapor y agua. Entra al colector inferior (tambor) desde el tambor superior a través de bajantes sin calefacción. La relación de circulación (la relación entre el caudal de agua que pasa a través del circuito de circulación y el caudal de vapor producido en él) en tales calderas varía de 10 a 100.

En las calderas de vapor con circulación forzada múltiple, las superficies de calentamiento se realizan en forma de serpentines que forman circuitos de circulación. La relación de circulación en estas calderas varía de 5 a 10.

En las calderas de vapor de paso único, la relación de circulación es uno, es decir El agua de alimentación, calentándose, se convierte sucesivamente en una mezcla de vapor y agua, vapor saturado y sobrecalentado. En las calderas de agua caliente, al moverse a lo largo del circuito de circulación, el agua se calienta en una revolución desde la temperatura inicial hasta la final.

Una sala de calderas es una estructura, edificio o sala especializada diseñada para generar energía térmica. El transporte de energía térmica a los consumidores se realiza a través de redes principales: tuberías de calefacción y tuberías de vapor. Las calderas se pueden utilizar tanto para el suministro centralizado de calor y vapor como para el suministro de instalaciones locales.

El principio general de funcionamiento de las salas de calderas es calentar el refrigerante a altas temperaturas para su uso posterior en los sistemas de calefacción y suministro de vapor.

En el ejemplo del funcionamiento de una caldera de vapor y agua caliente, la generación de energía térmica comienza con el proceso obligatorio de preparación del fluido de trabajo (agua). Para esto, se utilizan especiales que purifican el agua de las impurezas y protegen los equipos de la caldera de la formación de incrustaciones y depósitos minerales. Además, el agua preparada a través del sistema de tuberías ingresa al elemento principal de la planta de calderas: la caldera, donde, como resultado del calentamiento, el agua se convierte en vapor y en calderas de agua caliente– calienta hasta la temperatura requerida.

Según el tipo de refrigerante, las salas de calderas se dividen en:

• Salas de calderas industriales- producir vapor utilizado para la implementación de procesos tecnológicos en empresas industriales;
• Salas de calderas de calefacción– el agua calentada hasta +95° +115° se utiliza para calefacción, ventilación y suministro de agua caliente de instalaciones residenciales e industriales;
• Salas de calderas combinadas- el uso simultáneo de calderas de vapor y agua caliente, le permite generar energía térmica en forma de vapor y agua caliente;
• Calderas con aceite diatérmico- a diferencia de las calderas de vapor y agua caliente, el aceite diatérmico mineral o sintético se utiliza como portador de calor. se utilizan principalmente en empresas industriales altamente responsables, cuyo flujo de trabajo depende de mantener una temperatura constante del refrigerante.

Según el tipo de combustible utilizado, se distinguen los siguientes tipos de calderas:

• Calderas de gas- en la actualidad, la mayoría de las salas de calderas funcionan con gas natural, ya que el combustible azul es el más beneficioso económica y ambientalmente. ampliamente utilizado como fuentes de calefacción y suministro de agua caliente para instalaciones civiles e industriales;
• Calderas de combustible sólido– dependiendo del equipo utilizado, se puede utilizar como combustible: carbón, turba, leña, residuos comprimidos de la industria maderera y agrícola. Una desventaja obvia de tales salas de calderas es la necesidad de instalar sistemas de suministro de combustible y eliminación de cenizas. Las salas de calderas más comunes de este tipo son y;
• Calderas de combustible líquido- son las más comunes de las fuentes independientes de suministro de calor. Varios tipos de productos derivados del petróleo se utilizan como combustible: gasolina, combustible diesel, lubricantes (incluidos los usados);
• Calderas electricas- Las calderas de este tipo son las más caras de operar. El lado positivo de tales salas de calderas es la seguridad, el respeto por el medio ambiente, la disponibilidad.

Por tipo de colocación, se distinguen los siguientes tipos de salas de calderas:

• Calderas de techo- se utilizan en la construcción y reconstrucción de objetos en condiciones urbanas estrechas en ausencia de la posibilidad de colocar una sala de calderas en un terreno o en caso de escasez o imposibilidad de utilizar las capacidades de calefacción urbana. La mejora de los equipos tecnológicos y el aumento de los estándares de seguridad contra incendios hacen posible colocarlos en casi cualquier edificio;
• Salas de calderas modulares en bloque- debido al alto grado de preparación de fábrica, el uso de este tipo de sala de calderas le permite instalar y poner en marcha la sala de calderas en el menor tiempo posible. Se logra un aumento en la potencia agregando una unidad adicional. Dependiendo de la ubicación, las salas de calderas pueden ser independientes, adosadas, empotradas, en el techo;
• Salas de calderas de marco- el equipo de la caldera se coloca en un marco de soporte en forma de bloques separados para su posterior instalación en una habitación existente;
• Salas de calderas estacionarias– se aplica cuando la potencia requerida supera los 30 MW. son una estructura de capital, que implica la construcción de cimientos, estructuras de carga, tabiques y techos.

Según el grado de automatización de los procesos, se distinguen los siguientes tipos de salas de calderas:

• Calderas manuales- son pequeñas salas de calderas en las que el suministro de combustible y la eliminación de cenizas y escorias se realizan manualmente por personal de servicio;
• Salas de calderas mecanizadas– las salas de calderas están equipadas con medios mecánicos de suministro de combustible (cintas transportadoras o montacargas), preparación preliminar del combustible (trituradoras de carbón, trampas de metal y virutas, etc.), eliminación de cenizas y escorias;
• Salas de calderas automatizadas- este tipo incluye salas de calderas con un alto nivel de automatización de procesos. Estas calderas son.

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· Las calderas de potencia están diseñadas para generar vapor para instalaciones de turbinas de vapor.

· Las plantas de producción y calefacción producen vapor y agua caliente para satisfacer las necesidades tecnológicas de producción, así como los sistemas de calefacción, ventilación y suministro de agua caliente.

· Las calderas industriales están diseñadas para abastecer a la empresa de vapor y agua caliente.

· Las calderas de calefacción producen vapor y agua caliente para los sistemas de calefacción, ventilación y agua caliente.

Diagrama esquemático de una sala de calderas de producción y calefacción con una caldera de vapor y agua caliente

PK - caldera de vapor D - desaireador NS - bomba de agua de red

VK - caldera de agua caliente HVO - tratamiento químico de agua NP - bomba de agua de alimentación

HX - bomba de agua fría HP - bomba de recirculación П - calentador de agua

NPP - bomba de agua de reposición

Clasificación de calderas según la organización del movimiento de agua y vapor.

Esquema con circulación natural.

Un circuito cerrado de circulación natural consta de dos sistemas de tuberías: calentadas y no calentadas, combinadas en la parte superior en un tambor, en la parte inferior en un colector. El volumen de la caldera llena de agua se llama volumen de agua, y la parte superior ocupada por vapor se llama volumen de vapor. La superficie que separa los volúmenes de agua y vapor se denomina espejo de evaporación.

Cuando se crean altas temperaturas en el horno, el agua hierve en las tuberías calentadas y llena las tuberías con una mezcla de vapor y agua que tiene una densidad de ρ cm. Las tuberías sin calentar se llenan con agua que tiene una densidad de ρ '. En consecuencia, el punto inferior del circuito -el colector- está sujeto, por un lado, a la presión de la columna de agua que llena los conductos no calentados, igual a ρ'gH, y por otro lado, a la presión del columna de la mezcla vapor-agua que llena las tuberías calentadas, igual a ρ cm gH. Creado como resultado de esto diferencia de presión

S dv \u003d ρ cm gN– ρ'gН \u003d gН (ρ'-ρ cm) provoca el movimiento del agua en el circuito y llama la fuerza impulsora de la circulación natural.

En la fórmula: H - altura del contorno, m

ρ 'y ρ cm - la densidad del agua y la mezcla de vapor y agua, kg / m 3

g - aceleración de caída libre, m / s 2

S dv - presión de conducción, Pa

El movimiento del agua en el circuito de circulación es múltiple. Esto significa que en el curso de un ciclo de paso a través de las tuberías de vapor, el agua se evapora parcialmente. Con circulación natural, el contenido másico de vapor a la salida de las tuberías de vapor es del 3 al 25%. Con un contenido de vapor a la salida, por ejemplo, del 10%, para evaporar completamente el volumen restante de agua, debe moverse por el circuito 9 veces más, y solo 10 veces. Por lo tanto, hay una circulación de 10 veces de la mezcla de vapor y agua. Por lo tanto, el proceso de formación y eliminación de vapor del circuito se produce de forma continua. El agua de alimentación también ingresa continuamente al tambor, mezclándose en el tambor con agua hirviendo de las tuberías generadoras de vapor y entrando en los bajantes. Por lo tanto, el agua circula en el circuito todo el tiempo en una cantidad constante. Para reducir la resistencia hidráulica, las tuberías de elevación se colocan en forma vertical o muy inclinadas.

La relación entre la cantidad de masa de agua Ĝ 0 (kg / s) que circula a lo largo del circuito y la cantidad de vapor D (kg / s) formado en él por unidad de tiempo se denomina tasa de circulación: K \u003d Ĝ 0 / D

Para calderas con circulación natural K=4..30

Una planta de calderas (sala de calderas) es una estructura en la que el fluido de trabajo (portador de calor) (generalmente agua) se calienta para un sistema de suministro de calefacción o vapor, ubicado en una sala técnica. Las salas de calderas están conectadas a los consumidores por medio de una tubería principal de calefacción y/o tuberías de vapor. El dispositivo principal de la sala de calderas es una caldera de vapor, pirotubular y / o de agua caliente. Las calderas se utilizan para el suministro centralizado de calor y vapor o para el suministro local de calor de edificios.

Una planta de calderas es un complejo de dispositivos ubicados en salas especiales y que sirven para convertir la energía química del combustible en energía térmica de vapor o agua caliente. Sus elementos principales son una caldera, un dispositivo de combustión (horno), dispositivos de alimentación y tiro. En general, una planta de calderas es una combinación de una caldera (calderas) y equipo, incluidos los siguientes dispositivos: suministro de combustible y combustión; depuración, tratamiento químico y desaireación de aguas; intercambiadores de calor para diversos fines; bombas de agua de origen (cruda), bombas de circulación o de red - para hacer circular agua en el sistema de suministro de calor, bombas de reposición - para compensar el agua consumida por el consumidor y fugas en las redes, bombas de alimentación para suministrar agua a calderas de vapor, recirculación ( mezclar); nutritivos, tanques de condensación, tanques de almacenamiento de agua caliente; soplar ventiladores y trayectoria de aire; extractores de humos, conducto de gas y chimenea; dispositivos de ventilación; sistemas de regulación automática y seguridad de combustión de combustibles; pantalla térmica o panel de control.

Una caldera es un dispositivo de intercambio de calor en el que el calor de los productos de combustión de combustible caliente se transfiere al agua. Como resultado, en las calderas de vapor, el agua se convierte en vapor y en las calderas de agua caliente se calienta a la temperatura requerida.

El dispositivo de combustión sirve para quemar combustible y convertir su energía química en calor de gases calentados.

Los dispositivos de alimentación (bombas, inyectores) están diseñados para suministrar agua a la caldera.

El dispositivo de tiro consta de sopladores, un sistema de conductos de gas, extractores de humo y una chimenea, con la ayuda de la cual se suministra la cantidad necesaria de aire al horno y el movimiento de los productos de combustión a través de los conductos de la caldera, así como su eliminación. en la atmósfera. Los productos de combustión, moviéndose a lo largo de los conductos de gas y en contacto con la superficie de calentamiento, transfieren calor al agua.

Para garantizar un funcionamiento más económico, las plantas de calderas modernas tienen elementos auxiliares: un economizador de agua y un calentador de aire, que sirven, respectivamente, para calentar agua y aire; dispositivos para el suministro de combustible y eliminación de cenizas, para la limpieza de gases de combustión y agua de alimentación; dispositivos de control térmico y equipos de automatización que aseguren el funcionamiento normal e ininterrumpido de todas las partes de la sala de calderas.

Dependiendo del uso de su calor, las salas de calderas se dividen en energía, calefacción y producción y calefacción.

Las calderas eléctricas suministran vapor a las centrales eléctricas que generan electricidad y, por lo general, forman parte de un complejo de centrales eléctricas. Las salas de calderas de calefacción y producción se encuentran en empresas industriales y proporcionan calor para sistemas de calefacción y ventilación, suministro de agua caliente de edificios y procesos tecnológicos de producción. Las calderas de calefacción resuelven los mismos problemas, pero dan servicio a edificios residenciales y públicos. Se dividen en separados, entrelazados, es decir. adyacentes a otros edificios, y construidos en edificios. Recientemente, se están construyendo cada vez más salas de calderas ampliadas independientes con la expectativa de servir a un grupo de edificios, un barrio residencial, un microdistrito.

Actualmente, la instalación de salas de calderas integradas en edificios residenciales y públicos solo se permite con la debida justificación y coordinación con las autoridades de supervisión sanitaria.

Las salas de calderas de baja potencia (individuales y de pequeños grupos) suelen constar de calderas, bombas de circulación y de reposición y dispositivos de tiro. Dependiendo de este equipo, se determinan principalmente las dimensiones de la sala de calderas.

2. Clasificación de las plantas de calderas.

Las plantas de calderas, según la naturaleza de los consumidores, se dividen en energía, producción y calefacción y calefacción. Según el tipo de portador de calor obtenido, se dividen en vapor (para generar vapor) y agua caliente (para generar agua caliente).

Las centrales eléctricas de calderas producen vapor para turbinas de vapor en centrales térmicas. Tales salas de calderas están equipadas, por regla general, con unidades de calderas de potencia grande y mediana, que producen vapor con parámetros elevados.

Las plantas de calderas de calefacción industrial (generalmente vapor) producen vapor no solo para necesidades industriales, sino también para calefacción, ventilación y suministro de agua caliente.

Las plantas de calderas de calefacción (principalmente de agua caliente, pero también pueden ser de vapor) están diseñadas para dar servicio a los sistemas de calefacción de locales industriales y residenciales.

Dependiendo de la escala del suministro de calor, las salas de calderas de calefacción son locales (individuales), grupales y de distrito.

Las salas de calderas locales suelen estar equipadas con calderas de agua caliente que calientan el agua hasta una temperatura de no más de 115 ° C o calderas de vapor con una presión de funcionamiento de hasta 70 kPa. Tales salas de calderas están diseñadas para suministrar calor a uno o más edificios.

Las plantas de calderas grupales proporcionan calor a grupos de edificios, áreas residenciales o pequeños vecindarios. Están equipados con calderas de vapor y agua caliente de mayor potencia calorífica que las calderas de las salas de calderas locales. Estas salas de calderas suelen estar ubicadas en edificios separados especialmente construidos.

Las salas de calderas de calefacción urbana se utilizan para suministrar calor a grandes áreas residenciales: están equipadas con calderas de agua caliente o vapor relativamente potentes.

Arroz. una.

Arroz. 2.

Arroz. 3.

Arroz. cuatro

Es costumbre mostrar condicionalmente elementos individuales del diagrama del circuito de la planta de calderas en forma de rectángulos, círculos, etc. y conéctelos entre sí con líneas (sólidas, punteadas) que denotan una tubería, tuberías de vapor, etc. Existen diferencias significativas en los diagramas esquemáticos de las plantas de calderas de vapor y agua caliente. Una planta de caldera de vapor (Fig. 4, a) de dos calderas de vapor 1, equipada con economizadores individuales de agua 4 y aire 5, incluye un colector de cenizas grupal 11, al que los gases de combustión pasan a través de la colección 12. Para aspirar los gases de combustión en el área entre el colector de cenizas 11 y los extractores de humo 7 con motores eléctricos 8 están instalados en la chimenea 9. Las puertas (aletas) 10 están instaladas para el funcionamiento de la sala de calderas sin extractores de humo.

El vapor de las calderas a través de líneas de vapor separadas 19 ingresa a la línea de vapor común 18 y, a través de ella, al consumidor 17. Habiendo emitido calor, el vapor se condensa y regresa a través de la línea de condensado 16 a la sala de calderas en el tanque de recolección de condensado 14. Adicional el agua se suministra al tanque de condensado a través de la tubería 15 desde el suministro de agua o el tratamiento químico del agua (para compensar el volumen no devuelto por los consumidores).

En el caso de que parte del condensado se pierda en el consumidor, las bombas 13 suministran una mezcla de condensado y agua adicional desde el tanque de condensado a través de la tubería de suministro 2, primero al economizador 4 y luego a la caldera 1. El el aire necesario para la combustión es aspirado por ventiladores de tiro centrífugo 6 en parte desde la sala de calderas, en parte desde el exterior ya través de los conductos de aire 3 se suministra primero a los calentadores de aire 5 y luego a los hornos de las calderas.

La planta de calderas de agua caliente (Fig. 4, b) consta de dos calderas de agua caliente 1, un economizador de agua de grupo 5 que sirve a ambas calderas. Los gases de combustión que salen del economizador a través de un colector común 3 ingresan directamente a la chimenea 4. El agua calentada en las calderas ingresa a la tubería común 8, desde donde se suministra al consumidor 7. Habiendo emitido calor, el agua enfriada es primero enviado a través de la tubería de retorno 2 al economizador 5 y luego de regreso a las calderas. El agua en un circuito cerrado (caldera, consumidor, economizador, caldera) es movida por bombas de circulación 6.

Arroz. 5. : 1 - bomba de circulación; 2 - caja de fuego; 3 - sobrecalentador; 4 - tambor superior; 5 - calentador de agua; 6 - calentador de aire; 7 - chimenea; 8 - ventilador centrífugo (aspirador de humo); 9 - ventilador para suministrar aire al calentador de aire

En la fig. 6 muestra un diagrama de una unidad de caldera con una caldera de vapor que tiene un tambor superior 12. En la parte inferior de la caldera está ubicado un horno 3. Las boquillas o quemadores 4 se utilizan para quemar combustible líquido o gaseoso, a través del cual se suministra combustible a el horno junto con el aire. La caldera está limitada por paredes de ladrillo - ladrillo 7.

Cuando se quema el combustible, el calor liberado calienta el agua hasta que hierve en las pantallas tubulares 2 instaladas en la superficie interior del horno 3 y asegura su conversión en vapor de agua.

Figura 6.

Los gases de combustión del horno ingresan a los conductos de gas de la caldera, formados por revestimientos y particiones especiales instaladas en haces de tuberías. Al moverse, los gases lavan los haces de tubos de la caldera y el sobrecalentador 11, pasan por el economizador 5 y el calentador de aire 6, donde también se enfrían por la transferencia de calor al agua que ingresa a la caldera y al aire suministrado a el horno. Luego, los gases de combustión significativamente enfriados se eliminan por medio de un extractor de humos 17 a través de la chimenea 19 a la atmósfera. Los humos de la caldera también se pueden evacuar sin extractor de humos bajo la acción del tiro natural creado por la chimenea.

La bomba 16 suministra agua desde la fuente de suministro de agua a través de la tubería de suministro al economizador de agua 5, desde donde, después del calentamiento, ingresa al tambor superior de la caldera 12. El llenado del tambor de la caldera con agua está controlado por el vidrio indicador de agua instalado en el tambor. En este caso, el agua se evapora y el vapor resultante se recoge en la parte superior del tambor superior 12. Luego, el vapor ingresa al sobrecalentador 11, donde se seca completamente debido al calor de los gases de combustión y su temperatura aumenta. .

Desde el sobrecalentador 11, el vapor ingresa a la línea principal de vapor 13 y de allí al consumidor, y después de su uso se condensa y regresa en forma de agua caliente (condensado) a la sala de calderas.

Las pérdidas de condensado en el consumidor se reponen con agua del sistema de suministro de agua o de otras fuentes de suministro de agua. Antes de entrar en la caldera, el agua se somete a un tratamiento adecuado.

El aire necesario para la combustión del combustible se toma, por regla general, de la parte superior de la sala de calderas y se suministra mediante el ventilador 18 al calentador de aire 6, donde se calienta y luego se envía al horno. En las salas de calderas de pequeña capacidad, los calentadores de aire suelen estar ausentes y el aire frío se suministra al horno mediante un ventilador o debido a la rarefacción en el horno creada por una chimenea. Las plantas de calderas están equipadas con dispositivos de tratamiento de agua (no mostrados en el diagrama), instrumentación y equipos de automatización apropiados, lo que asegura su operación ininterrumpida y confiable.

Arroz. 7.

Para la correcta instalación de todos los elementos de la sala de calderas, se utiliza un diagrama de cableado, cuyo ejemplo se muestra en la fig. 9.

Arroz. 9.

Las plantas de calderas de agua caliente están diseñadas para producir agua caliente que se utiliza para calefacción, suministro de agua caliente y otros fines.

Para garantizar el normal funcionamiento, las salas de calderas con calderas de agua caliente están equipadas con el equipamiento necesario, instrumentación y automatización.

Una sala de calderas de agua caliente tiene un portador de calor: agua, en contraste con una sala de calderas de vapor, que tiene dos portadores de calor: agua y vapor. En este sentido, en la sala de calderas de vapor es necesario tener tuberías separadas para vapor y agua, así como tanques para recolectar condensado. Sin embargo, esto no significa que los esquemas de las calderas de agua caliente sean más simples que los de vapor. Las plantas de calderas de calentamiento de agua y de vapor varían en complejidad según el tipo de combustible utilizado, el diseño de las calderas, hornos, etc. Tanto una planta de calderas de vapor como una de calentamiento de agua generalmente incluyen varias unidades de caldera, pero no menos de dos y no menos de dos. más de cuatro a cinco. Todos ellos están interconectados por comunicaciones comunes: tuberías, gasoductos, etc.

El dispositivo de calderas de menor potencia se muestra a continuación en el párrafo 4 de este tema. Para comprender mejor la estructura y los principios de funcionamiento de las calderas de diferentes capacidades, es deseable comparar la estructura de estas calderas menos potentes con el dispositivo de las calderas más grandes descritas anteriormente, y encontrar en ellas los elementos principales que realizan el mismo funciones, así como comprender las principales razones de las diferencias en los diseños.

3. Clasificación de las unidades de caldera

Las calderas como dispositivos técnicos para la producción de vapor o agua caliente se distinguen por una variedad de formas de diseño, principios operativos, combustibles utilizados e indicadores de rendimiento. Pero de acuerdo con el método de organización del movimiento del agua y la mezcla de vapor y agua, todas las calderas se pueden dividir en los siguientes dos grupos:

Calderas con circulación natural;

Calderas con movimiento forzado del refrigerante (agua, mezcla vapor-agua).

En las salas de calderas modernas de calefacción y calefacción industrial para la producción de vapor, se utilizan principalmente calderas con circulación natural, y para la producción de agua caliente, calderas con movimiento forzado del refrigerante, que funcionan según el principio de flujo directo.

Las calderas de vapor de circulación natural modernas están hechas de tuberías verticales ubicadas entre dos colectores (tambores superior e inferior). Su dispositivo se muestra en el dibujo de la fig. 10, una fotografía del tambor superior e inferior con tuberías que los conectan, en la fig. 11, y colocación en la sala de calderas - en la fig. 12. Una parte de las tuberías, denominadas "tuberías ascendentes" calentadas, se calienta con un soplete y productos de combustión, y la otra, que generalmente no es una parte calentada de las tuberías, se encuentra fuera de la unidad de caldera y se denomina "tuberías descendentes". En las tuberías ascendentes calentadas, el agua se calienta hasta que hierve, se evapora parcialmente y entra en el tambor de la caldera en forma de una mezcla de vapor y agua, donde se separa en vapor y agua. A través de las tuberías de bajada sin calefacción, el agua del tambor superior ingresa al colector inferior (tambor).

El movimiento del refrigerante en calderas con circulación natural se realiza debido a la presión motriz creada por la diferencia en los pesos de la columna de agua en la bajante y la columna de la mezcla de vapor y agua en las tuberías ascendentes.

Arroz. diez.

Arroz. once.

Arroz. 12

En las calderas de vapor con circulación forzada múltiple, las superficies de calentamiento se realizan en forma de serpentines que forman circuitos de circulación. El movimiento del agua y la mezcla de agua y vapor en dichos circuitos se realiza mediante una bomba de circulación.

En las calderas de vapor de paso único, la relación de circulación es uno, es decir El agua de alimentación, calentándose, se convierte sucesivamente en una mezcla de vapor y agua, vapor saturado y sobrecalentado.

En las calderas de agua caliente, al moverse a lo largo del circuito de circulación, el agua se calienta en una revolución desde la temperatura inicial hasta la final.

Según el tipo de portador de calor, las calderas se dividen en calderas de calentamiento de agua y de vapor. Los principales indicadores de una caldera de agua caliente son la potencia térmica, es decir, la potencia calorífica y la temperatura del agua; Los principales indicadores de una caldera de vapor son la producción de vapor, la presión y la temperatura.

Las calderas de agua caliente, cuyo propósito es obtener agua caliente de parámetros específicos, se utilizan para el suministro de calor de sistemas de calefacción y ventilación, consumidores domésticos y tecnológicos. Las calderas de agua caliente, que generalmente funcionan según un principio de un solo paso con un flujo de agua constante, se instalan no solo en centrales térmicas, sino también en calefacción urbana, así como en salas de calderas industriales y de calefacción como fuente principal de suministro de calor.

Arroz. 13

Arroz. catorce.

Según el movimiento relativo de los medios de intercambio de calor (gases de combustión, agua y vapor), las calderas de vapor (generadores de vapor) se pueden dividir en dos grupos: calderas acuotubulares y calderas pirotubulares. En los generadores de vapor acuotubulares, el agua y una mezcla de vapor y agua se mueven dentro de las tuberías y los gases de combustión lavan las tuberías desde el exterior. En Rusia, en el siglo XX, se utilizaron predominantemente las calderas acuotubulares de Shukhov. En los tubos de fuego, por el contrario, los gases de combustión se mueven dentro de las tuberías y el agua lava las tuberías desde el exterior.

De acuerdo con el principio del movimiento del agua y la mezcla de agua y vapor, los generadores de vapor se dividen en unidades con circulación natural y circulación forzada. Estos últimos se subdividen en de flujo directo y de circulación forzada múltiple.

Los ejemplos de colocación en calderas de calderas de diferentes capacidades y propósitos, así como otros equipos, se muestran en la fig. 14-16.

Arroz. quince.

Arroz. dieciséis. Ejemplos de colocación de calderas domésticas y otros equipos.