Locale caldaia. Tipi di caldaie

Fornitura di calore

I sistemi di teleriscaldamento sono caratterizzati da una combinazione di tre collegamenti principali: fonti di calore, reti di riscaldamento e sistemi di consumo locale di calore (utilizzo del calore) di singoli edifici e strutture.

Quando si utilizzano combustibili fossili la fonte di energia termica può essere un impianto caldaia o una centrale termica, nelle centrali di fornitura di calore nucleare Il combustibile nucleare viene utilizzato per produrre energia termica; in alcuni casi viene utilizzato come combustibile ausiliario. fonti di calore rinnovabili– energia geotermica, energia solare, ecc.

Tipi di carburante

Secondo la definizione di D.I Mendeleev, "il carburante è una sostanza combustibile che viene deliberatamente bruciata per produrre calore".

Ben noto principali tipi di carburante-legna da ardere, torba, carbone, scisto, residui petroliferi, gas. Sono tutti composti organici in grado di reagire con l'ossigeno presente nell'aria ad alte temperature, rilasciando calore.

Il carburante viene prodotto in grandi quantità, le sue riserve in natura sono molto significative. L'ossigeno necessario per la reazione viene prelevato dall'aria circostante. Come risultato della reazione si ottengono gas di combustione altamente riscaldati, il cui calore viene utilizzato nell'impianto caldaia. I gas raffreddati vengono rilasciati nell'atmosfera attraverso il camino.

Per la combustione può utilizzare sia combustibili naturali che artificiali, ottenuto dopo la lavorazione del combustibile naturale al fine di isolare da esso prodotti preziosi, tra cui resine, benzina, benzeni, oli lubrificanti minerali, vernici, prodotti farmaceutici, solfato di ammonio utilizzato per esigenze agricole, ecc.

Combustibile solido:

a) naturale: legna da ardere, carbone, antracite, torba;

b) artificiale: carbone, coke e carbone polverizzato, ottenuto dal carbone frantumato.

Carburante liquido:

a) naturale - olio;

b) artificiale: benzina, cherosene, olio combustibile, catrame.

Combustibile gassoso:

a) naturale - gas naturale;

b) gas artificiale - generatore ottenuto dalla gassificazione di vari tipi di combustibile solido (torba, legna da ardere, carbone, ecc.), coke, altoforno, illuminazione e altri gas.

Tipi di installazioni di caldaie

Locale caldaia stazionario non è più l’unica opzione per il riscaldamento autonomo. L'attrezzatura richiede una stanza, ma la sua posizione può essere qualsiasi.

Blocco locali caldaie ad esempio, può essere posizionato sia nel seminterrato che sul tetto (se sono soddisfatte alcune condizioni). Inoltre, le caldaie stesse sono diventate molto più affidabili. Ciò è dovuto principalmente al fatto che gli impianti di produzione hanno iniziato a offrire installazioni chiavi in mano: tutte le apparecchiature necessarie sono già installate in blocchi o in moduli e l'installazione può essere avviata. Di conseguenza, esistono due tipi di impianti caldaia: locali caldaie a blocchi e modulari. Entrambi i tipi di strutture sono convenienti in termini di trasporto (di norma vengono trasportati su rotaia o su strada).

Attrezzatura di base del locale caldaia: caldaia, pompa dell'acqua, contenitore del liquido, tubi, dispositivo bruciatore. Alcuni acquistano anche attrezzature aggiuntive che aiutano a risparmiare denaro: caldaie non volatili, caldaie con funzione di accensione elettrica, caldaie in ghisa a due passaggi e combinate.

Relativamente recentemente sono apparse sul mercato apparecchiature termiche TKU – caldaie trasportabili. La loro necessità è nata con l'emergere di nuove industrie situate in edifici non collegati al sistema di riscaldamento centrale. Il vantaggio del nuovo prodotto è che è abbastanza facile da trasportare (il design modulare è dotato di ruote), è facile da maneggiare e non richiede la presenza costante di un operatore. Inoltre, di norma, le TCU sono completamente automatizzate, quindi gestirle è abbastanza semplice. Allo stesso tempo, è in grado di generare una quantità sufficiente di calore e non richiede la connessione alle comunicazioni.

Classificazione delle caldaie.

A seconda del luogo in cui è ubicata l'installazione si distinguono:

· Tetto;

· Integrato nell'edificio;

· Blocco-modulare;

· Telaio.

In ogni impianto di riscaldamento l'elemento principale è la caldaia. Esegue la funzione principale: il riscaldamento. A seconda della base su cui funziona l'intero sistema e in particolare la caldaia, si distinguono le seguenti tipologie tipologie di caldaie :

§ Caldaie a vapore

§ Acqua calda;

§ Misto;

§ Caldaie ad olio diatermico.

Qualsiasi sistema di riscaldamento funziona, come notato in precedenza, dall'uno o dall'altro tipo materie prime carburante o risorsa naturale. IN A seconda di ciò, le caldaie sono suddivise in:

· Combustibile solido. Per questo vengono utilizzati legna da ardere, carbone e altri tipi di combustibile solido.

· Combustibili liquidi – petrolio, benzina, olio combustibile e altri.

· Gas.

· Misto o combinato. Si presume che verranno utilizzati vari tipi e tipi di carburante.

introduzione

Informazioni generali e concetti sui sistemi di caldaie

1 Classificazione degli impianti di caldaie

Tipi di caldaie per il riscaldamento di edifici

1 Caldaie a gas

2 Caldaie elettriche

3 Caldaie a combustibile solido

Tipi di caldaie per il riscaldamento degli edifici

1 Caldaie a tubi di gas

2 Caldaie a tubi d'acqua

Conclusione

Bibliografia

introduzione

Vivendo a latitudini temperate, dove la maggior parte dell'anno è fredda, è necessario garantire la fornitura di calore agli edifici: edifici residenziali, uffici e altri locali. La fornitura di calore garantisce una vita confortevole se si tratta di un appartamento o di una casa, un lavoro produttivo se si tratta di un ufficio o di un magazzino.

Per prima cosa, vediamo cosa si intende con il termine “Fornitura di calore”. La fornitura di calore è la fornitura di acqua calda o vapore agli impianti di riscaldamento di un edificio. Le fonti abituali di approvvigionamento di calore sono le centrali termiche e le caldaie. Esistono due tipi di fornitura di calore agli edifici: centralizzata e locale. Con l'alimentazione centralizzata vengono fornite le singole aree (industriali o residenziali). Per il funzionamento efficiente di una rete di riscaldamento centralizzato, è costruita dividendola in livelli, il lavoro di ciascun elemento è svolgere un compito. Con ogni livello, il compito dell'elemento diminuisce. Fornitura di calore locale: fornitura di calore a una o più case. Le reti di riscaldamento centralizzato presentano numerosi vantaggi: riduzione del consumo di carburante e riduzione dei costi, utilizzo di combustibile di bassa qualità, miglioramento delle condizioni sanitarie delle aree residenziali. Il sistema centralizzato di fornitura di calore comprende una fonte di energia termica (CHP), una rete di riscaldamento e unità di consumo di calore. Un impianto di cogenerazione combina la produzione di calore ed energia. Le fonti di approvvigionamento di calore locale sono stufe, caldaie, scaldabagni.

Il mio obiettivo è acquisire familiarità con le informazioni generali e il concetto di sistemi di caldaie, quali caldaie vengono utilizzate per fornire calore agli edifici.

1. Informazioni generali e concetti sugli impianti di caldaie

Un impianto caldaia è un complesso di dispositivi posti in appositi locali e utilizzati per convertire l'energia chimica del combustibile in energia termica del vapore o dell'acqua calda. Gli elementi principali di un'installazione di caldaia sono una caldaia, un dispositivo di combustione (forno), dispositivi di alimentazione e tiraggio.

Una caldaia è un dispositivo di scambio termico in cui il calore dei prodotti caldi della combustione del carburante viene trasferito all'acqua. Di conseguenza, l'acqua viene convertita in vapore nelle caldaie a vapore e riscaldata alla temperatura richiesta nelle caldaie ad acqua calda.

Il dispositivo di combustione viene utilizzato per bruciare carburante e convertire la sua energia chimica in calore dei gas riscaldati.

I dispositivi di alimentazione (pompe, iniettori) sono progettati per fornire acqua alla caldaia.

Il dispositivo di tiraggio è costituito da ventilatori, un sistema di condotti gas-aria, aspiratori di fumo e un camino, che garantiscono l'apporto della quantità d'aria necessaria al focolare e il movimento dei prodotti della combustione attraverso i condotti dei fumi della caldaia, nonché la loro rimozione nell'atmosfera. I prodotti della combustione, percorrendo i condotti dei fumi ed entrando in contatto con la superficie scaldante, cedono calore all'acqua.

Per garantire un funzionamento più economico, i moderni sistemi di caldaie dispongono di elementi ausiliari: un economizzatore d'acqua e un riscaldatore d'aria, che servono rispettivamente a riscaldare l'acqua e l'aria; dispositivi per l'alimentazione del combustibile e la rimozione delle ceneri, per la pulizia dei gas di scarico e dell'acqua di alimentazione; dispositivi di controllo termico e apparecchiature di automazione che garantiscono il funzionamento normale e ininterrotto di tutte le parti del locale caldaia.

A seconda dello scopo per cui viene utilizzata l'energia termica, le caldaie sono suddivise in energia, riscaldamento e industriale e riscaldamento.

Le caldaie energetiche forniscono vapore alle centrali elettriche a vapore che generano elettricità e di solito fanno parte di un complesso di centrali elettriche. Le caldaie industriali e di riscaldamento sono costruite presso imprese industriali e forniscono energia termica ai sistemi di riscaldamento e ventilazione, fornitura di acqua calda agli edifici e processi produttivi. Le caldaie per il riscaldamento sono destinate agli stessi scopi, ma servono edifici residenziali e pubblici. Si dividono in indipendenti, ad incastro, cioè adiacenti ad altri edifici e integrati negli edifici. Recentemente, sempre più spesso, vengono costruite caldaie separate e ampliate con l'aspettativa di servire un gruppo di edifici, un'area residenziale o un microdistretto. L'installazione di locali caldaia integrati in edifici residenziali e pubblici è attualmente consentita solo con adeguata giustificazione e accordo con le autorità di controllo sanitario. I locali caldaie a bassa potenza (individuali e di piccoli gruppi) sono generalmente costituiti da caldaie, pompe di circolazione e reintegro e dispositivi di tiraggio. A seconda di questa attrezzatura, vengono determinate principalmente le dimensioni del locale caldaia. Le caldaie di media e alta potenza - 3,5 MW e oltre - si differenziano per la complessità delle apparecchiature e la composizione dei locali di servizio e di utilità. Le soluzioni di pianificazione dello spazio di queste caldaie devono soddisfare i requisiti delle norme sanitarie per la progettazione delle imprese industriali.

1.1 Classificazione degli impianti di caldaie

Le installazioni di caldaie, a seconda della natura dei consumatori, sono suddivise in energia, produzione e riscaldamento e riscaldamento. In base al tipo di liquido refrigerante prodotto si dividono in vapore (per la produzione di vapore) e acqua calda (per la produzione di acqua calda).

Gli impianti di caldaie elettriche producono vapore per le turbine a vapore nelle centrali termoelettriche. Tali caldaie sono generalmente dotate di caldaie ad alta e media potenza che producono vapore con parametri aumentati.

I sistemi di caldaie per il riscaldamento industriale (solitamente a vapore) producono vapore non solo per le esigenze industriali, ma anche per il riscaldamento, la ventilazione e la fornitura di acqua calda.

I sistemi di caldaie per il riscaldamento (principalmente acqua calda, ma possono anche essere a vapore) sono progettati per servire gli impianti di riscaldamento per locali industriali e residenziali.

A seconda della portata della fornitura di calore, le caldaie per il riscaldamento sono suddivise in locali (individuali), di gruppo e distrettuali.

I locali caldaie sono solitamente dotati di caldaie ad acqua calda che riscaldano l'acqua ad una temperatura non superiore a 115°C o caldaie a vapore con una pressione di esercizio fino a 70 kPa. Tali locali caldaie sono progettati per fornire calore a uno o più edifici.

I sistemi di caldaie di gruppo forniscono calore a gruppi di edifici, aree residenziali o piccoli quartieri. Tali locali caldaie sono dotati sia di caldaie a vapore che di acqua calda, che, di norma, hanno una capacità di riscaldamento maggiore rispetto alle caldaie per locali caldaie. Questi locali caldaie si trovano solitamente in edifici separati appositamente costruiti.

Le caldaie per il teleriscaldamento vengono utilizzate per fornire calore a grandi aree residenziali: sono dotate di caldaie ad acqua calda o vapore relativamente potenti.

2. Tipi di caldaie per il riscaldamento

.1 Caldaie a gas

Se sul sito viene fornito il gas principale, nella stragrande maggioranza dei casi, il riscaldamento della casa utilizzando una caldaia a gas è ottimale, poiché non troverete combustibile più economico. Esistono molti produttori e modelli di caldaie a gas. Per facilitare la comprensione di questa diversità, divideremo tutte le caldaie a gas in due gruppi: caldaie a basamento e caldaie murali. Le caldaie murali e a pavimento hanno design e componenti diversi.

Una caldaia a basamento è una cosa tradizionale e conservatrice che non ha subito grandi cambiamenti nel corso di molti decenni. Lo scambiatore di calore delle caldaie a basamento è solitamente realizzato in ghisa o acciaio. Ci sono opinioni diverse su quale sia il materiale migliore. Da un lato, la ghisa è meno suscettibile alla corrosione; uno scambiatore di calore in ghisa è solitamente più spesso, il che può avere un effetto positivo sulla sua durata. Allo stesso tempo, uno scambiatore di calore in ghisa presenta anche degli svantaggi. È più fragile e, pertanto, esiste il rischio che si formino microfessure durante il trasporto, il carico e lo scarico. Inoltre, durante il funzionamento delle caldaie in ghisa quando si utilizza acqua dura, a causa delle caratteristiche progettuali degli scambiatori di calore in ghisa e delle proprietà della ghisa stessa, nel tempo vengono distrutti a causa del surriscaldamento locale. Se parliamo di caldaie in acciaio, sono più leggere e poco sensibili agli urti durante il trasporto. Allo stesso tempo, se utilizzato in modo errato, lo scambiatore di calore in acciaio può corrodersi. Ma creare condizioni operative normali per una caldaia in acciaio non è molto difficile. È importante che la temperatura nella caldaia non scenda al di sotto della temperatura del punto di rugiada. Un buon progettista sarà sempre in grado di creare un sistema che massimizzi la durata della caldaia. A loro volta, tutte le caldaie a gas a basamento possono essere divise in due gruppi principali: con bruciatori atmosferici e ad aria forzata (a volte chiamati sostituibili, ventilatori, montati). I primi sono più semplici, più economici e allo stesso tempo funzionano più silenziosamente. Le caldaie con bruciatore ad aria forzata hanno una maggiore efficienza e sono notevolmente più costose (tenendo conto del costo del bruciatore). Le caldaie per lavorare con bruciatori ad aria forzata hanno la possibilità di installare bruciatori funzionanti a gas o combustibile liquido. La potenza delle caldaie a gas a basamento con bruciatore atmosferico, nella maggior parte dei casi, varia da 10 a 80 kW (ma esistono aziende che producono caldaie più potenti di questo tipo), mentre i modelli con gonfiabile sostituibile

i bruciatori possono raggiungere una potenza di diverse migliaia di kW. Nelle nostre condizioni, un altro parametro della caldaia a gas è molto importante: la dipendenza della sua automazione dall'elettricità. Dopotutto, nel nostro paese ci sono spesso casi di problemi con l'elettricità: da qualche parte viene fornita in modo intermittente e in alcuni luoghi è completamente assente. La maggior parte delle moderne caldaie a gas con bruciatori atmosferici funzionano indipendentemente dalla disponibilità di energia. Per quanto riguarda le caldaie importate, è chiaro che nei paesi occidentali non esistono problemi di questo tipo e spesso sorge la domanda: esistono buone caldaie a gas importate che funzionano autonomamente dall'elettricità? Sì, esistono. Questa autonomia può essere raggiunta in due modi. Il primo è semplificare il più possibile il sistema di controllo della caldaia e, vista la quasi totale assenza di automazione, raggiungere l'indipendenza dall'elettricità (questo vale anche per le caldaie domestiche). In questo caso, la caldaia può solo mantenere la temperatura del liquido di raffreddamento specificata e non sarà guidata dalla temperatura dell'aria nella stanza. Il secondo metodo, più progressivo, prevede l'utilizzo di un generatore di calore, che dal calore genera l'elettricità necessaria al funzionamento dell'automazione della caldaia. Queste caldaie possono essere utilizzate con termostati ambiente remoti, che controlleranno la caldaia e manterranno la temperatura ambiente impostata.

Le caldaie a gas possono essere monostadio (funzionano a un solo livello di potenza) e bistadio (2 livelli di potenza), nonché con modulazione (controllo regolare) della potenza, poiché è necessaria la piena potenza della caldaia per circa 15- 20% della stagione di riscaldamento e 80-85% Poiché non è necessario, è chiaro che è più economico utilizzare una caldaia a due livelli di potenza o con modulazione di potenza. I principali vantaggi di una caldaia bistadio sono: aumento della durata della caldaia riducendo la frequenza di accensioni/spegnimenti del bruciatore, funzionamento al 1° stadio con potenza ridotta e riduzione del numero di accensioni/spegnimenti del bruciatore consente di risparmiare gas e, di conseguenza, denaro.

Le caldaie murali sono apparse relativamente di recente, ma anche durante questo periodo di tempo relativamente breve hanno conquistato molti sostenitori in tutto il mondo. Una delle definizioni più accurate ed esaustive di questi dispositivi è “mini locale caldaia”. Questo termine non è apparso a caso, perché in un piccolo involucro non trovano solo un bruciatore, uno scambiatore di calore e un dispositivo di controllo, ma anche, nella maggior parte dei modelli, una o due pompe di circolazione, un vaso di espansione, un sistema che garantisce la funzionamento sicuro della caldaia, un manometro, un termometro e molti altri elementi senza i quali una normale centrale termica non può funzionare. Nonostante il fatto che le caldaie murali implementino gli sviluppi tecnici più avanzati nel campo del riscaldamento, il costo delle “caldaie murali” è spesso 1,5-2 volte inferiore a quello delle loro controparti a pavimento. Un altro vantaggio significativo è la facilità di installazione. Gli acquirenti spesso credono che la facilità di installazione sia un vantaggio che dovrebbe riguardare solo gli installatori. Questo non è del tutto vero, perché l'importo che un vero consumatore dovrà pagare per l'installazione di una caldaia murale o per l'installazione di un locale caldaia, dove caldaia, caldaia, pompe, vaso di espansione e molto altro sono installati separatamente, è molto diverso in modo significativo. La compattezza e la possibilità di adattare una caldaia murale a quasi tutti gli interni è un altro vantaggio di questa classe di caldaie.

Nonostante il fatto che le caldaie murali implementino gli sviluppi tecnici più avanzati nel campo del riscaldamento, il costo delle “caldaie murali” è spesso 1,5-2 volte inferiore a quello delle loro controparti a pavimento. Un altro vantaggio significativo è la facilità di installazione. Gli acquirenti spesso credono che la facilità di installazione sia un vantaggio che dovrebbe riguardare solo gli installatori. Questo non è del tutto vero, perché l'importo che un vero consumatore dovrà pagare per l'installazione di una caldaia murale o per l'installazione di un locale caldaia, dove caldaia, caldaia, pompe, vaso di espansione e molto altro sono installati separatamente, è molto diverso in modo significativo. La compattezza e la possibilità di adattare una caldaia murale a quasi tutti gli interni è un altro vantaggio di questa classe di caldaie.

Secondo il metodo di rimozione dei gas di scarico, tutte le caldaie a gas possono essere suddivise in modelli a tiraggio naturale (la rimozione dei gas di scarico avviene a causa del tiraggio creato nel camino) e con tiraggio forzato (utilizzando un ventilatore incorporato nella caldaia). La maggior parte delle aziende produttrici di caldaie a gas murali producono modelli sia a tiraggio naturale che a tiraggio forzato. Le caldaie a tiraggio naturale sono ben note a molti e un camino sopra il tetto non sorprende nessuno. Le caldaie a tiraggio forzato sono apparse di recente e presentano molti vantaggi durante l'installazione e il funzionamento. Come accennato in precedenza, i gas di scarico vengono rimossi da queste caldaie utilizzando un ventilatore incorporato. Tali modelli sono ideali per ambienti sprovvisti di canna fumaria tradizionale, poiché i prodotti della combustione in questo caso vengono scaricati attraverso un apposito camino coassiale, per il quale è sufficiente praticare solo un foro nel muro. Un camino coassiale è spesso chiamato anche “tubo nel tubo”. Attraverso il tubo interno di un tale camino, i prodotti della combustione vengono rimossi sulla strada utilizzando un ventilatore e l'aria entra attraverso il tubo esterno. Inoltre, queste caldaie non bruciano l'ossigeno della stanza, non richiedono un flusso aggiuntivo di aria fredda dalla strada nell'edificio per supportare il processo di combustione e riducono gli investimenti durante l'installazione, perché non è necessario realizzare un costoso camino tradizionale, al posto del quale si può utilizzare con successo un corto ed economico camino coassiale. Le caldaie a tiraggio forzato vengono utilizzate anche nei casi in cui è presente una canna fumaria tradizionale, ma non è auspicabile prelevare l'aria comburente dall'ambiente.

A seconda del tipo di accensione, le caldaie murali a gas possono essere con accensione elettrica o piezoelettrica. Le caldaie con accensione elettrica sono più economiche, poiché non è presente un accenditore con fiamma costantemente accesa. A causa dell'assenza di uno stoppino che brucia costantemente, l'uso di caldaie con accensione elettrica può ridurre significativamente il consumo di gas, il che è molto importante quando si utilizza gas liquefatto. Il risparmio di gas liquefatto può raggiungere i 100 kg all'anno. C'è un altro vantaggio delle caldaie con accensione elettrica: in caso di interruzione temporanea della corrente, la caldaia si accenderà automaticamente al ripristino dell'alimentazione elettrica, mentre un modello con accensione piezoelettrica dovrà essere acceso manualmente.

In base al tipo di bruciatore, le caldaie murali possono essere suddivise in due tipologie: con bruciatore normale e con bruciatore modulante. Il bruciatore modulante offre la modalità di funzionamento più economica, poiché la caldaia regola automaticamente la sua potenza in base alla richiesta di calore. Inoltre, il bruciatore modulante offre il massimo comfort in modalità ACS, consentendo di mantenere la temperatura dell'acqua calda a un livello costante e specificato.

La maggior parte delle caldaie murali sono dotate di dispositivi che ne garantiscono il funzionamento sicuro. Quindi, un sensore di presenza fiamma interrompe l'erogazione del gas quando la fiamma si spegne, un termostato di blocco spegne la caldaia quando la temperatura dell'acqua della caldaia aumenta inaspettatamente, un apposito dispositivo spegne la caldaia quando viene a mancare la corrente elettrica, un altro dispositivo blocca la caldaia quando il gas è spento. C'è anche un dispositivo per lo spegnimento della caldaia quando il volume del liquido di raffreddamento scende al di sotto del normale e un sensore di controllo del tiraggio.

2.2 Caldaie elettriche

Ci sono diversi motivi principali che limitano la diffusione delle caldaie elettriche: non tutte le zone hanno la possibilità di destinare la potenza elettrica necessaria per il riscaldamento di una casa (ad esempio, una casa con una superficie di 200 mq richiede circa 20 kW), il costo molto elevato dell’elettricità e le interruzioni di corrente. Le caldaie elettriche hanno davvero molti vantaggi. Tra questi: prezzo relativamente basso, facilità di installazione, leggeri e compatti, possono essere appesi al muro, di conseguenza: risparmio di spazio, sicurezza (nessuna fiamma libera), facilità d'uso, una caldaia elettrica non richiede una stanza separata (locale caldaia), il boiler elettrico non necessita di installazione della canna fumaria, il boiler elettrico non necessita di particolari attenzioni, è silenzioso, il boiler elettrico è ecologico, non ci sono emissioni nocive o odori estranei. Inoltre, nei casi in cui sono possibili interruzioni di corrente, una caldaia elettrica viene spesso utilizzata insieme a una caldaia di riserva a combustibile solido. La stessa opzione viene utilizzata anche per risparmiare energia (prima la casa viene riscaldata utilizzando combustibile solido a basso costo, quindi la temperatura viene mantenuta automaticamente utilizzando un boiler elettrico).

Vale la pena notare che, se installate in grandi città con rigorosi standard ambientali e problemi di coordinamento, le caldaie elettriche spesso superano anche tutti gli altri tipi di caldaie (comprese quelle a gas). Brevemente sulla progettazione e configurazione delle caldaie elettriche. Una caldaia elettrica è un dispositivo abbastanza semplice. I suoi elementi principali sono uno scambiatore di calore, costituito da un serbatoio al cui interno sono montati riscaldatori elettrici (elementi riscaldanti), e un'unità di controllo e regolazione. I boiler elettrici di alcune aziende vengono forniti già dotati di pompa di circolazione, programmatore, vaso di espansione, valvola di sicurezza e filtro. È importante notare che le caldaie elettriche a basso consumo sono disponibili in due diverse versioni: monofase (220 V) e trifase (380 V).

Le caldaie con una potenza superiore a 12 kW vengono solitamente prodotte solo trifase. La stragrande maggioranza delle caldaie elettriche con una potenza superiore a 6 kW sono prodotte in versioni multistadio, che consentono di utilizzare razionalmente l'elettricità e di non accendere la caldaia a piena potenza durante i periodi di transizione - in primavera e autunno. Quando si utilizzano caldaie elettriche, l'uso razionale dell'energia è molto importante.

2.3 Caldaie a combustibile solido

Il combustibile per caldaie a combustibile solido può essere legna da ardere (legno), lignite o carbone, coke, bricchette di torba. Esistono sia modelli “onnivori” che possono funzionare con tutti i tipi di carburante sopra indicati, sia modelli che funzionano con alcuni di essi, ma hanno una maggiore efficienza. Uno dei principali vantaggi della maggior parte delle caldaie a combustibile solido è che con il loro aiuto è possibile creare un sistema di riscaldamento completamente autonomo. Pertanto, tali caldaie vengono spesso utilizzate in aree in cui vi sono problemi con la fornitura di gas ed elettricità principali. Ci sono altri due argomenti a favore delle caldaie a combustibile solido: disponibilità e basso costo del carburante. Anche lo svantaggio della maggior parte dei rappresentanti delle caldaie di questa classe è evidente: non possono funzionare in modalità completamente automatica e richiedono un caricamento regolare di carburante.

Vale la pena notare che esistono caldaie a combustibile solido che combinano il vantaggio principale dei modelli esistenti da molti anni: l'indipendenza dall'elettricità e la capacità di mantenere automaticamente una determinata temperatura del liquido di raffreddamento (acqua o antigelo). Il mantenimento automatico della temperatura viene eseguito come segue. La caldaia è dotata di un sensore che monitora la temperatura del liquido di raffreddamento. Questo sensore è collegato meccanicamente alla serranda. Se la temperatura del liquido di raffreddamento diventa superiore a quella impostata, la serranda si chiude automaticamente e il processo di combustione rallenta. Quando la temperatura scende, la serranda si apre leggermente. Pertanto, questo dispositivo non richiede la connessione a una rete elettrica. Come accennato in precedenza, la maggior parte delle caldaie tradizionali a combustibile solido possono funzionare con lignite e carbon fossile, legna, coke e bricchette.

La protezione dal surriscaldamento è garantita dalla presenza di un circuito dell'acqua di raffreddamento. Questo sistema può essere controllato manualmente, ad es. quando la temperatura del liquido refrigerante aumenta è necessario aprire la valvola sul tubo di uscita del liquido refrigerante (la valvola sul tubo di ingresso è costantemente aperta). Inoltre, questo sistema può anche essere controllato automaticamente. Per fare ciò, sul tubo di uscita è installata una valvola di riduzione della temperatura, che si aprirà automaticamente quando il liquido di raffreddamento raggiunge la temperatura massima. Inoltre, quale combustibile utilizzare per riscaldare la propria casa, è molto importante selezionare correttamente la potenza della caldaia richiesta. Tipicamente la potenza è espressa in kW. Per riscaldare 10 mq è necessario circa 1 kW di potenza. m di una stanza ben isolata con un'altezza del soffitto fino a 3 m. Va tenuto presente che questa formula è molto approssimativa.

Il calcolo della potenza finale dovrebbe essere affidato solo a professionisti che, oltre all'area (volume), terranno conto di molti altri fattori, tra cui il materiale e lo spessore delle pareti, il tipo, le dimensioni, il numero e la posizione delle finestre, ecc.

Le caldaie con combustione pirolitica del legno hanno un rendimento maggiore (fino all'85%) e consentono il controllo automatico della potenza.

Gli svantaggi delle caldaie a pirolisi includono, innanzitutto, un prezzo più elevato rispetto alle tradizionali caldaie a combustibile solido. A proposito, ci sono caldaie che funzionano non solo a legna, ma anche a paglia. Quando si sceglie e si installa una caldaia a combustibile solido, è molto importante rispettare tutti i requisiti del camino (altezza e sezione interna).

3. Tipi di caldaie per il riscaldamento degli edifici

fornitura di riscaldamento con caldaia a gas

Esistono due tipi principali di caldaie a vapore: a tubi di gas e a tubi d'acqua. Sono dette a tubi di gas tutte le caldaie (a tubi di fumo, a combustione di fumo e a tubi di fumo-fumo) in cui all'interno dei tubi di fuoco e di fumo passano gas ad alta temperatura, cedendo calore all'acqua che circonda i tubi. Nelle caldaie a tubi d'acqua, l'acqua riscaldata scorre attraverso i tubi e i gas di scarico lavano l'esterno dei tubi. Le caldaie a tubi di gas poggiano sulle pareti laterali del focolare, mentre le caldaie a tubi d'acqua sono solitamente fissate al telaio della caldaia o dell'edificio.

3.1 Caldaie a tubi di gas

Nella moderna ingegneria termoenergetica l'utilizzo delle caldaie a tubi di gas è limitato ad una potenza termica di circa 360 kW e ad una pressione di esercizio di circa 1 MPa.

Il fatto è che quando si progetta un recipiente ad alta pressione, come una caldaia, lo spessore della parete è determinato dai valori indicati di diametro, pressione operativa e temperatura.

Se i parametri limite specificati vengono superati, lo spessore della parete richiesto risulta essere inaccettabilmente grande. Inoltre, è necessario tenere conto dei requisiti di sicurezza, poiché l'esplosione di una grande caldaia a vapore, accompagnata dal rilascio istantaneo di grandi quantità di vapore, può portare a un disastro.

Dato l'attuale livello di tecnologia e i requisiti di sicurezza esistenti, le caldaie a tubi di gas possono essere considerate obsolete, sebbene molte migliaia di caldaie con una potenza termica fino a 700 kW siano ancora in funzione, al servizio delle imprese industriali e degli edifici residenziali.

3.2 Caldaie a tubi d'acqua

La caldaia a tubi d'acqua è stata sviluppata in risposta alle richieste sempre crescenti di maggiore produzione e pressione del vapore. Il fatto è che quando il vapore e l'acqua ad alta pressione si trovano in un tubo di diametro non molto grande, i requisiti di spessore della parete risultano moderati e facilmente soddisfatti. Le caldaie a vapore a tubi d'acqua sono molto più complesse nella progettazione rispetto alle caldaie a tubi di gas. Tuttavia, si riscaldano rapidamente, sono praticamente a prova di esplosione, sono facilmente regolabili per adattarsi ai cambiamenti di carico, sono facili da trasportare, sono facilmente riconfigurabili nella progettazione e possono tollerare un sovraccarico significativo. Lo svantaggio di una caldaia a tubi d'acqua è che nella sua struttura sono presenti numerose unità e componenti, i cui collegamenti non dovrebbero consentire perdite a pressioni e temperature elevate. Inoltre, le unità di tale caldaia che funzionano sotto pressione sono di difficile accesso durante le riparazioni.

Una caldaia a tubi d'acqua è costituita da fasci di tubi collegati alle loro estremità ad un tamburo (o fusti) di diametro moderato, l'intero sistema essendo montato sopra la camera di combustione e racchiuso in un involucro esterno. I deflettori guida costringono i fumi a passare più volte attraverso i fasci tubieri, determinando un trasferimento di calore più completo. I fusti (di vari modelli) fungono da serbatoi di acqua e vapore; il loro diametro è scelto minimo per evitare le difficoltà caratteristiche delle caldaie a tubi di gas. Le caldaie a tubi d'acqua sono disponibili nelle seguenti tipologie: orizzontale con tamburo longitudinale o trasversale, verticale con uno o più corpi cilindrici, ad irraggiamento, verticale con tamburo verticale o trasversale e combinazioni di queste opzioni, in alcuni casi con circolazione forzata.

Conclusione

Quindi, in conclusione, possiamo dire che le caldaie sono un elemento importante nella fornitura di calore di un edificio. Quando si scelgono i pali, è necessario tenere conto degli indicatori tecnici, tecno-economici, meccanici e di altro tipo per il miglior tipo di fornitura di calore all'edificio. Le installazioni di caldaie, a seconda della natura dei consumatori, sono suddivise in energia, produzione e riscaldamento e riscaldamento. In base al tipo di liquido refrigerante prodotto si dividono in vapore e acqua calda.

Il mio lavoro esamina i tipi di caldaie a gas, elettriche e a combustibile solido, nonché i tipi di caldaie, come le caldaie a tubi di gas e ad acqua.

Da quanto sopra vale la pena evidenziare i pro e i contro dei vari tipi di caldaie.

I vantaggi delle caldaie a gas sono: convenienza rispetto ad altri tipi di combustibile, facilità d'uso (il funzionamento della caldaia è completamente automatizzato), elevata potenza (è possibile riscaldare una vasta area), possibilità di installare attrezzature in cucina ( se la potenza della caldaia è fino a 30 kW), dimensioni compatte, rispetto dell'ambiente (poche sostanze nocive verranno rilasciate nell'atmosfera).

Svantaggi delle caldaie a gas: prima dell'installazione è necessario ottenere l'autorizzazione da Gazgortekhnadzor, il pericolo di perdite di gas, alcuni requisiti per il locale in cui è installata la caldaia, la presenza di un'automazione che blocca l'accesso del gas in caso di perdita o mancanza di ventilazione.

Vantaggi delle caldaie elettriche: prezzo basso, facilità di installazione, compattezza e leggerezza - le caldaie elettriche possono essere appese al muro e risparmiare spazio utilizzabile, sicurezza (nessuna fiamma libera), facilità d'uso, le caldaie elettriche non richiedono una stanza separata ( locale caldaia), non richiedono l'installazione di una canna fumaria, non richiedono cure particolari, sono silenziosi, rispettosi dell'ambiente - non ci sono emissioni nocive o odori estranei.

I motivi principali che limitano la diffusione delle caldaie elettriche non si trovano in tutte le aree, la possibilità di allocare diverse decine di kilowatt di elettricità, il costo piuttosto elevato dell'elettricità e le interruzioni di corrente.

Innanzitutto, evidenziamo gli svantaggi delle caldaie a combustibile solido: prima di tutto, le caldaie per il riscaldamento a combustibile solido utilizzano combustibile solido, che ha un trasferimento di calore relativamente basso. Dopotutto, per riscaldare adeguatamente una grande casa, dovrai spendere molto carburante e tempo. Inoltre, il carburante si brucerà abbastanza rapidamente, in due o quattro ore. Dopodiché, se la casa non è sufficientemente riscaldata, bisognerà riaccendere il fuoco. Inoltre, per fare ciò, dovrai prima pulire il focolare dai carboni e dalla cenere formati. Solo dopo sarà possibile aggiungere benzina e ravvivare il fuoco. Tutto questo è fatto a mano.

D'altro canto, le caldaie a combustibile solido presentano anche alcuni vantaggi. Ad esempio, non essere schizzinosi riguardo al carburante. Possono infatti funzionare efficacemente su tutti i tipi di combustibile solido: legna, torba, carbone e, in generale, tutto ciò che può bruciare. Naturalmente, nella maggior parte delle regioni del nostro paese, tale combustibile può essere ottenuto rapidamente e in modo non troppo costoso, il che è un argomento serio a favore delle caldaie a combustibile solido. Inoltre, queste caldaie sono completamente sicure, quindi possono essere installate nel seminterrato della casa o nelle vicinanze. Allo stesso tempo, puoi essere certo che non si verificherà una terribile esplosione a causa di una perdita di carburante. Naturalmente, non è necessario attrezzare un luogo speciale per lo stoccaggio del carburante: seppellire i serbatoi di gas o gasolio nel terreno.

Attualmente esistono due tipi principali di caldaie a vapore, ovvero a tubi di gas e a tubi d'acqua. Per caldaie a tubi di gas si intendono quelle caldaie in cui gas ad alta temperatura scorrono all'interno dei tubi fiamma e fumo, cedendo calore all'acqua che circonda i tubi. Le caldaie a tubi d'acqua si distinguono per il fatto che l'acqua riscaldata scorre attraverso i tubi e l'esterno dei tubi viene lavato con gas.

Bibliografia

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Il vapore acqueo viene utilizzato nei motori a vapore, nelle centrali a vapore delle centrali termoelettriche, negli impianti tecnologici delle imprese, nei sistemi di riscaldamento, ventilazione e fornitura di acqua calda di edifici industriali, pubblici e residenziali. Acqua calda - principalmente nei sistemi di riscaldamento e ventilazione degli edifici, nonché per soddisfare le esigenze idrauliche della produzione e della popolazione. A volte - per la fornitura di calore ai consumatori di processo. In molti casi, il vapore o l'acqua calda prodotta nelle caldaie viene utilizzata come refrigerante per fornire calore ai punti di riscaldamento, chiamati punti di riscaldamento centrale (CHP), in cui sono installati scambiatori di calore (recuperatori o miscelati) per riscaldare l'acqua circolante tra le centrali punto di riscaldamento e le utenze ad esso collegate (circuiti a doppio circuito). È anche possibile collegare i consumatori alle centrali termiche attraverso punti di riscaldamento aggiuntivi (locali caldaia) per fornire calore a singoli o gruppi di consumatori (schemi a tre circuiti). Per maggiori dettagli, vedere [9].

Il vapore e l'acqua calda nelle caldaie, ad eccezione delle caldaie con reattori nucleari, sono ottenuti utilizzando il calore del combustibile organico bruciato in unità speciali chiamate rispettivamente caldaie a vapore, per il riscaldamento dell'acqua e per il riscaldamento dell'acqua a vapore.

A seconda del loro scopo, le caldaie sono suddivise in energia, industriale, riscaldamento industriale, caldaie del settore dei servizi pubblici (KBS) o servizi abitativi e comunali (HCS). Questi ultimi coprono il fabbisogno termico delle abitazioni e dei servizi comunali principalmente per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda. Le caldaie elettriche sono progettate per fornire vapore ai generatori turboelettrici delle centrali termoelettriche (TPP) e ai motori a vapore. La centrale termica è parte integrante della centrale termica. Le caldaie industriali forniscono vapore e acqua calda per i consumatori e i sistemi di riscaldamento, ventilazione, condizionamento dell'aria e acqua calda.

Nell'industria, i grandi consumatori tecnologici di vapore sono evaporazione, distillazione, rettifica, impianti di essiccazione, reattori chimici, impianti per la purificazione per assorbimento-desorbimento del gas naturale da idrogeno solforato e anidride carbonica, lavatrici, presse, bagni riscaldati di linee galvaniche, macchine per laminazione (rivestimento con pellicole polimeriche) carta, ecc.

Nella tabella La tabella 1.1 mostra alcune caratteristiche del consumo di calore delle imprese in vari settori [2].

Le caldaie per il riscaldamento industriale sono progettate per generare vapore o acqua calda, utilizzate sia nella produzione che per il riscaldamento di edifici industriali, amministrativi e di altro tipo sul territorio dell'impresa, nonché per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda alle vicine aree residenziali.

Le caldaie a vapore sono spesso installate in caldaie per riscaldamento industriale e industriale. Le caldaie per il riscaldamento producono principalmente acqua calda destinata al riscaldamento degli edifici e al soddisfacimento del fabbisogno domestico della popolazione. Pertanto, sia le caldaie a vapore che quelle ad acqua calda vengono utilizzate nel riscaldamento delle caldaie. Nelle moderne stazioni di fornitura di calore per abitazioni e servizi comunali sono presenti principalmente caldaie per il riscaldamento dell'acqua. E le caldaie a vapore disponibili servono a coprire il fabbisogno della stazione, principalmente per fornire vapore all’industria dell’olio combustibile (nelle caldaie a gas, l’olio combustibile viene utilizzato come combustibile di riserva o di emergenza). Una direzione promettente è l'uso di caldaie combinate per il riscaldamento dell'acqua nelle caldaie per il riscaldamento. Negli ultimi dieci anni si sono diffuse anche le caldaie autonome montate sul tetto e modulari a blocchi, le caldaie a vapore e ad acqua. I locali caldaie modulari a blocchi vengono installati in fabbrica e consegnati al luogo di installazione in forma assemblata. Per metterli in funzione è sufficiente installarli dopo la consegna, collegarli ai consumatori e ad una fonte di alimentazione del carburante ed eseguire i lavori di messa in servizio nel modo prescritto.

Gli schemi termici principali di un impianto con caldaia a vapore e acqua calda sono mostrati in Fig. 1.1 e 1.2.

A seconda del numero di consumatori collegati alla fonte di fornitura di calore dei servizi abitativi e comunali, si distinguono i locali caldaie distrettuali, di gruppo e individuali [1]. Le caldaie distrettuali e di gruppo si trovano, di norma, in edifici separati. Individuale - spesso negli scantinati o sui tetti di edifici riscaldati. Le caldaie autonome e automatizzate sul tetto funzionanti a gas naturale si sono diffuse solo negli ultimi anni.

Riso. 1.1. Schema termico schematico di una caldaia a vapore

1 – gruppi caldaia; 2 – collettore di vapore vivo; 3 – riduttore; 4 – collettore di vapore R= 0,6MPa; 5 – collettore di vapore R= 0,3…0,12 MPa; 6 – separatore a soffiaggio continuo; 7 – scaldacqua a vapore; 8 – raffreddatori di condensa a valle degli scaldacqua a vapore; 9 – disaeratore termico; 10 – raffreddatore di vapore; 11 – scaldabagno; 12 – scaldabagno a vapore; 13 – dispositivo per il trattamento chimico dell'acqua; 14 – pompe di alimentazione azionate elettricamente; 15 – pompe di alimentazione vapore; 16 – pompe di rete; 17 – pompetta per il trucco;

simboli delle condutture: T1 – acqua calda fornita per il riscaldamento e la ventilazione (HV); T2 – acqua di ritorno dall'impianto di riscaldamento; T21 – inverso, dopo il riscaldamento nel raffreddatore di condensa (OK); T3 – fornitura di acqua calda sanitaria, fornitura; T4 – acqua di ritorno dal sistema di fornitura di acqua calda; T5 – acqua calda per esigenze tecnologiche; T6 - ritorno acqua dopo esigenze tecnologiche; T61 – ritorno acqua dopo OK; T71 – vapore dalla caldaia; T73 – coppia dopo il riduttore ( R= 0,3...0,12 MPa); T72 – coppia dopo la riduzione ( R= 0,6 MPa); T74 – vapore dal separatore a soffiaggio continuo; T79 – vapore dal disaeratore; T81 – condensa a R= 0,6MPa; T82 – condensa a R= 0,2MPa; T84 – condensa da produzione; T91 – acqua di alimentazione; T92 – soffiaggio continuo; T93 – spurgo dell'acqua dopo l'evaporazione; B1 – acqua grezza dalla rete idrica; B20 – acqua dopo il trattamento chimico dell'acqua

Riso. 1.2. Schema termico schematico di un locale caldaia per acqua calda

1 – boiler acqua calda; 2 – pompa di rete; 3 – pompa di ricircolo; 4 – regolatore di ricircolo; 5 – regolatore temperatura acqua riscaldamento; 6 – disaeratore sotto vuoto; 7 – raffreddatore di vapori disaeratore; 8 – scambiatore di calore acqua-acqua; 9 – pompa acqua depurata chimicamente; 10 – eiettore gas-acqua; 11 – cisterna riserva acqua funzionante; 12 – pompa acqua grezza; 13 – scambiatore di calore-scaldaacqua grezza; 14 – pompa di travaso; 15 – serbatoio accumulo acqua di reintegro; 16 – pompetta per il trucco; 17 – regolatore temperatura acqua davanti al disaeratore; a, b – mandata e ritorno dell'acqua calda dalla produzione; c – acqua grezza dal rubinetto; d – ritorno dell'acqua di rete

bruciatori

impianti di trattamento delle acque

tubi della caldaia, valvole di intercettazione

generatori di calore

indicatori del livello dell'acqua

sensori e controller

e altro ancora

L'attrezzatura della caldaia viene selezionata in base alle condizioni operative e alle caratteristiche tecniche richieste per una determinata installazione della caldaia.

Locali caldaie a gas

I locali caldaie a gas sono oggi il tipo più comune di installazioni di caldaie. I vantaggi evidenti sono i bassi costi di costruzione e di esercizio rispetto ad altri tipi di installazioni di caldaie. L'ampia rete di gasdotti del Paese, in costante sviluppo, consente la fornitura di gas praticamente ovunque. Ciò porta ad una riduzione dei costi di consegna del carburante funzionante mediante il trasporto convenzionale. Inoltre, il gas ha una capacità termica e un trasferimento di calore maggiori rispetto ad altri tipi di combustibile e rilascia meno sostanze nocive dopo la combustione;

Nelle imprese industriali, le caldaie a gas sono la principale fonte di fornitura di calore per i processi tecnologici e per fornire calore al personale che lavora. Allo stesso tempo, i locali caldaie a gas hanno cominciato ad apparire più spesso anche negli edifici residenziali privati. Le persone hanno apprezzato i vantaggi di tali installazioni.

Le caldaie a gas sono una fonte di energia insostituibile, più economica dell'elettricità.

Locali caldaie modulari

I locali caldaie modulari sono sistemi ingegneristici già pronti che possono essere facilmente trasportati e installati ovunque. Utilizzando i locali caldaie modulari, è possibile risparmiare in modo significativo sulla progettazione e sull'installazione, poiché questi sistemi sono solitamente installati già pronti in un container e dotati di tutte le attrezzature necessarie per il funzionamento e l'automazione del processo.

I locali caldaie modulari comprendono le seguenti apparecchiature:

caldaie ad acqua calda
dotazioni tecnologiche
sistemi di automazione
sistemi di trattamento dell'acqua
e altro ancora

La composizione delle apparecchiature incluse nei locali caldaie modulari dipende dalla potenza richiesta degli impianti caldaia. L'ovvio vantaggio dei locali caldaie modulari è la loro mobilità e i minori costi di installazione e funzionamento.

Il dispositivo di combustione viene utilizzato per bruciare carburante e convertire la sua energia chimica in calore dei gas riscaldati.

I dispositivi di alimentazione (pompe, iniettori) sono progettati per fornire acqua alla caldaia.

Centrali caldaie modulari a blocchi con potenza da 200 kW a 10000 kW (gamma di modelli)

Esistono locali caldaie progettati individualmente di diversi tipi:

Locali caldaie sul tetto
Locali caldaie indipendenti
Locali caldaie a blocchi e modulari
Locali caldaie incorporati
Locali caldaia annessi
Locali caldaie trasportabili e mobili

Ogni locale caldaia è progettato sulla base di SNiP II-35-76 "Installazioni di caldaie". Il calcolo e la progettazione del locale caldaia vengono eseguiti da specialisti certificati che sono stati formati presso gli impianti di produzione di apparecchiature per caldaie.

Tutti i parametri operativi sono controllati da sistemi di controllo automatizzati senza presenza umana.

Composto locali caldaie nella versione base:

Caldaie per il riscaldamento dell'acqua
L'affidabilità della fornitura di calore è garantita dalla presenza nella composizione locali caldaie almeno due gruppi caldaia, rappresentati da caldaie a tubi da fumo in acciaio di aziende tedesche affidabili e collaudate con successo sul mercato russo Buderus, Viessmann.
Bruciatori Weishaupt
Nelle caldaie vengono utilizzati bruciatori dell'azienda tedesca Weishaupt. Utilizzato per bruciare gas naturale Bruciatori LN, garantendo un basso contenuto di impurità nocive nei prodotti della combustione.
Fornitura di gas domestico
Apparecchiature per il sistema di fornitura del gas locali caldaie regola il flusso del gas e controlla i livelli di pressione minima e massima del gas. In caso di situazioni di emergenza, il flusso di gas in locale caldaia si ferma automaticamente.
Regolazione della temperatura dell'acqua di rete
Vengono utilizzati controllori programmabili a microprocessore che controllano automaticamente il sistema di regolazione della temperatura dell'acqua di rete in base alla temperatura dell'aria esterna e alle esigenze del Consumatore.
Attrezzatura della pompa
Le pompe del circuito caldaia garantiscono un funzionamento autonomo caldaie. Le doppie pompe di circolazione nel circuito di rete garantiscono una ridondanza al 100%.
Trattamento dell'acqua e mantenimento della pressione nell'impianto di riscaldamento
L'unità di trattamento dell'acqua riduce la durezza dell'acqua della caldaia e previene la formazione di incrostazioni sulle superfici di scambio termico delle apparecchiature. Il dispositivo di mantenimento della pressione riempie automaticamente d'acqua la caldaia e i circuiti di rete, garantendo il livello di pressione richiesto nell'impianto di riscaldamento.
Separatore idraulico
L'attrezzatura per il disaccoppiamento idraulico della caldaia e dei circuiti di rete consente il funzionamento stabile del locale caldaia in sistemi con un grande volume d'acqua in condizioni di intensa dinamica di variazioni di portata, temperatura e pressione.
Segnalazione
Nei locali caldaie sono installati sistemi di allarme antincendio e sistemi di allarme gas per metano e monossido di carbonio.
Dispositivi di misurazione
Vengono utilizzate strumentazioni e strumenti di misura iscritti nel Registro statale degli strumenti di misura che consentono:
– contabilizzazione dell'energia termica fornita
– contabilizzazione del consumo di acqua fredda
– misurazione del consumo di gas
– misurazione dell'energia elettrica consumata
– controllo dei parametri di funzionamento delle apparecchiature del locale caldaia.
Automazione completa
Il sistema di automazione integrato garantisce il funzionamento stabile dei locali caldaie senza la presenza costante del personale di manutenzione. Il controllo remoto del funzionamento delle principali apparecchiature del locale caldaia viene effettuato utilizzando un pannello di controllo allarme remoto (compreso nella fornitura).
Comunicazione modem per invio remoto
Locali caldaie al momento dell'installazione o in qualsiasi periodo di ulteriore funzionamento, possono essere collegati a moderni sistemi di invio remoto. Il complesso sistema di automazione dispone di un'unità modem integrata per la trasmissione dei dati sul funzionamento delle apparecchiature del locale caldaia tramite canali di comunicazione telefonica o Internet.
Tubi da fumo
Le pareti esterne ed interne dei camini sono realizzate in acciaio inossidabile e coibentate con isolante rigido in lana minerale. I camini utilizzati sono dotati di certificato di conformità alle norme di sicurezza antincendio. Per ciascuna caldaia di riscaldamento è installato un tubo separato. I camini con un'altezza di 6 metri sono compresi nella fornitura per i locali caldaie da 200 kW a 10 MW. Se lo desidera, l'Acquirente può rifiutare il camino, ed ha anche la possibilità di installare camini di altezza diversa.

Decisioni costruttive
Locali caldaie, a seconda delle dimensioni e delle quantità caldaie, sono costituiti da uno o più blocchi. A seconda delle condizioni climatiche, la struttura metallica dei moduli viene coibentata con pannelli sandwich rigidi a tre strati con isolamento in lana minerale con spessore da 80 a 150 mm. Le caratteristiche delle strutture di contenimento dei moduli sono conformi ai requisiti normativi di resistenza al fuoco e sicurezza antincendio.

I locali caldaie a bassa potenza (individuali e di piccoli gruppi) sono generalmente costituiti da caldaie, pompe di circolazione e reintegro e dispositivi di tiraggio. A seconda di questa attrezzatura, vengono determinate principalmente le dimensioni del locale caldaia.

Le caldaie di media e alta potenza - 3,5 MW e oltre - si differenziano per la complessità delle apparecchiature e la composizione dei locali di servizio e di utilità. Le soluzioni di pianificazione dello spazio di queste caldaie devono soddisfare i requisiti delle norme sanitarie per la progettazione delle imprese industriali (SI 245-71), SNiP P-M.2-72 e 11-35-76.

Classificazione degli impianti di caldaie
Le installazioni di caldaie, a seconda della natura dei consumatori, sono suddivise in energia, produzione e riscaldamento e riscaldamento. In base al tipo di liquido refrigerante prodotto si dividono in vapore (per la produzione di vapore) e acqua calda (per la produzione di acqua calda).

A seconda della portata della fornitura di calore, le caldaie per il riscaldamento sono suddivise in locali (individuali), di gruppo e distrettuali.

Le caldaie per il teleriscaldamento vengono utilizzate per fornire calore a grandi aree residenziali: sono dotate di caldaie ad acqua calda o vapore relativamente potenti.

impianto caldaia con caldaie a vapore. L'installazione è costituita da una caldaia a vapore, dotata di due tamburi: superiore e inferiore. I fusti sono collegati tra loro da tre fasci di tubi che costituiscono la superficie riscaldante della caldaia. Quando la caldaia è in funzione, il tamburo inferiore è riempito d'acqua, il tamburo superiore è riempito d'acqua nella parte inferiore e di vapore acqueo saturo nella parte superiore. Nella parte inferiore della caldaia è presente un focolare con griglia meccanica per la combustione di combustibile solido. Quando si brucia combustibile liquido o gassoso, invece di una griglia, vengono installati ugelli o bruciatori, attraverso i quali il combustibile insieme all'aria viene fornito al focolare. La caldaia è limitata da pareti in mattoni - rivestimento.

Installazioni di caldaie situati in aree appositamente designate dove gli estranei non hanno accesso. E le condutture di riscaldamento e le condutture di calore collegano le caldaie e i consumatori.

Classificazione delle caldaie.

I moderni sistemi di caldaie hanno classificazioni diverse. Ognuno di essi si basa su un determinato principio o determinati valori. Oggi ci sono diverse distinzioni principali:

Posizione.

A seconda del luogo in cui è ubicata l'installazione si distinguono:

Tetto;
Costruito nell'edificio;
Blocco modulare;
Telaio.

Caldaie a vapore
Acqua calda;
Misto;
Caldaie ad olio diatermico.

Qualsiasi sistema di riscaldamento funziona, come notato in precedenza, dall'uno o dall'altro tipo materie prime carburante o risorsa naturale. A seconda di ciò, le caldaie sono suddivise in:

Combustibile solido. Per questo vengono utilizzati legna da ardere, carbone e altri tipi di combustibile solido.
Combustibili liquidi: petrolio, benzina, olio combustibile e altri.
Gas.
Misto o combinato. Si presume che verranno utilizzati vari tipi e tipi di carburante.

Classificazione delle caldaie
Le caldaie come dispositivi tecnici per la produzione di vapore o acqua calda si distinguono per una varietà di forme di progettazione, principi di funzionamento, tipi di combustibile utilizzato e indicatori di produzione. Allo stesso tempo, secondo il metodo di organizzazione del movimento dell'acqua e della miscela acqua-vapore, tutte le caldaie possono essere suddivise nei seguenti due gruppi:

Caldaie a circolazione naturale;

Caldaie con movimento forzato del liquido di raffreddamento (acqua, miscela acqua-vapore).

Nelle moderne caldaie di riscaldamento e riscaldamento-industriale, le caldaie a circolazione naturale vengono utilizzate principalmente per produrre vapore e le caldaie con movimento forzato del liquido di raffreddamento funzionanti secondo il principio del flusso diretto vengono utilizzate per produrre acqua calda.

Le moderne caldaie a vapore a circolazione naturale sono costituite da tubi verticali posti tra due collettori (tamburi). Una parte dei tubi, denominata "tubi ascendenti", è riscaldata dalla torcia e dai prodotti della combustione, mentre l'altra parte, solitamente non riscaldata, si trova all'esterno del gruppo caldaia ed è denominata "tubi di caduta". Nei tubi di sollevamento riscaldati, l'acqua viene riscaldata fino all'ebollizione, evapora parzialmente ed entra nel corpo della caldaia sotto forma di una miscela di acqua e vapore, dove viene separata in vapore e acqua. Attraverso l'abbassamento dei tubi non riscaldati, l'acqua dal tamburo superiore entra nel collettore inferiore (tamburo).

Il movimento del liquido di raffreddamento nelle caldaie a circolazione naturale viene effettuato grazie alla pressione di comando creata dalla differenza di peso della colonna d'acqua nei tubi di discesa e della colonna di miscela acqua-vapore nei tubi di salita.

Nelle caldaie a vapore a circolazione forzata multipla, le superfici riscaldanti sono realizzate sotto forma di serpentine che formano circuiti di circolazione. Il movimento dell'acqua e della miscela acqua-vapore in tali circuiti viene effettuato mediante una pompa di circolazione.

Nelle caldaie a vapore a flusso diretto, il rapporto di circolazione è unitario, cioè L'acqua di alimentazione, una volta riscaldata, si trasforma successivamente in una miscela acqua-vapore, vapore saturo e surriscaldato. Nelle caldaie ad acqua calda, l'acqua che si muove lungo il circuito di circolazione viene riscaldata in un giro dalla temperatura iniziale a quella finale.

In base al tipo di liquido di raffreddamento, le caldaie si dividono in caldaie ad acqua calda e caldaie a vapore. Gli indicatori principali di una caldaia per acqua calda sono la potenza termica, ad es. capacità di riscaldamento e temperatura dell'acqua; Gli indicatori principali di una caldaia a vapore sono la produzione di vapore, la pressione e la temperatura.

Le caldaie per acqua calda, il cui scopo è ottenere acqua calda con parametri specificati, vengono utilizzate per fornire calore ai sistemi di riscaldamento e ventilazione, ai consumatori domestici e tecnologici. Le caldaie per acqua calda, che solitamente funzionano secondo il principio del flusso diretto con un flusso d'acqua costante, sono installate non solo nelle centrali termoelettriche, ma anche nel teleriscaldamento, nonché nei locali di riscaldamento e caldaie industriali come principale fonte di fornitura di calore.

La caldaia a vapore è un'installazione progettata per generare vapore saturo o surriscaldato, nonché per riscaldare l'acqua (caldaia di riscaldamento).

In base al movimento relativo dei mezzi scambiatori di calore (gas di combustione, acqua e vapore), le caldaie a vapore (generatori di vapore) possono essere divise in due gruppi: caldaie a tubi d'acqua e caldaie a tubi di fumo. Nei generatori di vapore a tubi d'acqua, l'acqua e una miscela di vapore e acqua si muovono all'interno dei tubi e i gas di scarico lavano l'esterno dei tubi. In Russia nel 20 ° secolo venivano utilizzate principalmente caldaie a tubi d'acqua Shukhov. Nei tubi da fumo, al contrario, i gas di scarico si muovono all'interno dei tubi e l'acqua lava i tubi all'esterno.

Basati sul principio del movimento dell'acqua e della miscela acqua-vapore, i generatori di vapore si dividono in unità a circolazione naturale e unità a circolazione forzata. Queste ultime si dividono in a flusso diretto e a circolazione forzata multipla.

Come pompa di alimentazione viene normalmente utilizzata una pompa ad alta pressione a tre pistoni della serie P21/23-130D o P30/43-130D.

Caldaie sopra la pressione critica (SCP) - pressione del vapore superiore a 22,4 MPa.

Elementi principali delle caldaie a vapore e ad acqua calda
Forni per la combustione di combustibili gassosi, liquidi e solidi. Quando si bruciano gas e olio combustibile, nonché combustibili solidi di carbone polverizzato, vengono solitamente utilizzati forni a camera. Il focolare è limitato dalle pareti anteriore, posteriore, laterale, nonché dal fondo e dall'arco. Lungo le pareti del forno si trovano superfici riscaldanti evaporative (tubi di ebollizione) con un diametro di 50...80 mm, che ricevono il calore irradiato dalla torcia e dai prodotti della combustione. Quando si bruciano combustibili gassosi o liquidi, di solito non vi è alcuna schermatura sotto il forno a camera e, nel caso della polvere di carbone, nella parte inferiore della camera di combustione viene realizzato un imbuto “freddo” per rimuovere la cenere che cade dalla torcia accesa.

Le estremità superiori dei tubi vengono arrotolate nel tamburo e le estremità inferiori sono collegate ai collettori mediante laminazione o saldatura. Per alcune caldaie i tubi di ebollizione del lunotto, prima di collegarli al tamburo, vengono posti nella parte superiore del focolare su più file, sfalsate e formanti un festone.

Per la manutenzione del forno e dei condotti del gas nell'unità caldaia, vengono utilizzate le seguenti attrezzature: tombini, porte con serratura, spioncini, valvole antideflagranti, valvole a saracinesca, serrande rotanti, soffiatori, granigliatrici.

Le porte chiudibili e le aperture nel rivestimento sono destinate ai lavori di ispezione e riparazione quando la caldaia è spenta. I guardoni vengono utilizzati per monitorare il processo di combustione del carburante nel focolare e lo stato dei condotti convettivi. Le valvole di sicurezza antideflagrante vengono utilizzate per proteggere il rivestimento dalla distruzione durante lo scoppio nei camini del forno e della caldaia e sono installate nelle parti superiori del forno, nell'ultima canna fumaria dell'unità, nell'economizzatore e nella volta.

Le serrande tagliafumo in ghisa o le serrande rotanti vengono utilizzate per regolare il tiraggio e chiudere il maiale.

Quando si lavora su combustibile gassoso, al fine di evitare l'accumulo di gas infiammabili nei forni, nei camini e nei maiali dell'impianto della caldaia durante una pausa di lavoro, è necessario mantenere sempre un piccolo tiraggio al loro interno; Per fare ciò ogni singola caldaia dovrà avere un proprio cancello con un foro nella parte superiore del diametro di almeno 50 mm per la caldaia prefabbricata.

I soffiatori e le granigliatrici sono progettati per pulire le superfici riscaldanti da cenere e fuliggine.

Fusti per caldaie a vapore. Va notato lo scopo multiuso dei corpi cilindrici delle caldaie a vapore, in particolare in essi vengono eseguiti i seguenti processi:

Separazione della miscela vapore-acqua proveniente dai tubi di sollevamento riscaldati in vapore e acqua e raccolta del vapore;

Ricezione dell'acqua di alimentazione da un economizzatore d'acqua o direttamente dalla linea di alimentazione;

Trattamento acqua in caldaia (addolcimento termico e chimico);

Soffio continuo;

Vapore di essiccazione dalle gocce d'acqua della caldaia;

Vapore di lavaggio dei sali in esso disciolti;

Protezione contro l'eccessiva pressione del vapore.

I corpi caldaia sono realizzati in acciaio per caldaie con fondi e chiusini stampati. La parte interna del volume del cestello, riempita d'acqua fino a un certo livello, è chiamata volume d'acqua, mentre la parte riempita di vapore durante il funzionamento della caldaia è chiamata volume di vapore. La superficie dell'acqua bollente nel cestello, che separa il volume dell'acqua dal volume del vapore, è chiamata specchio di evaporazione. In una caldaia a vapore, solo la parte del tamburo raffreddata dall'acqua all'interno viene lavata con gas caldi. La linea che separa la superficie riscaldata dai gas da quella non riscaldata è chiamata linea del fuoco.

La miscela acqua-vapore scorre attraverso tubi di ebollizione ascendenti arrotolati sul fondo del tamburo. Dal tamburo, l'acqua viene fornita attraverso i tubi inferiori ai collettori inferiori.

Sulla superficie della superficie di evaporazione compaiono emissioni, creste e persino fontane e nel vapore può entrare un numero significativo di goccioline d'acqua di caldaia, il che riduce la qualità del vapore a causa dell'aumento del suo contenuto di sale. Le gocce d'acqua della caldaia evaporano e i sali in esse contenuti si depositano sulla superficie interna del surriscaldatore, peggiorando il trasferimento di calore, a seguito del quale aumenta la temperatura delle sue pareti, il che può portare alla loro combustione. I sali possono anche depositarsi nei raccordi delle linee del vapore e causare una perdita di tenuta.

Per garantire un flusso uniforme di vapore nello spazio vapore del tamburo e ridurne l'umidità, vengono utilizzati vari dispositivi di separazione.

Per ridurre la possibilità di depositi di calcare sulle superfici di riscaldamento evaporative, viene utilizzato il trattamento dell'acqua all'interno della caldaia: fosfatazione, alcalinizzazione e uso di complessi.

La fosfatazione ha lo scopo di creare condizioni nell'acqua della caldaia in cui i formatori di calcare vengono rilasciati sotto forma di fanghi antiaderenti. Per ottenere ciò è necessario mantenere una certa alcalinità dell'acqua della caldaia.

A differenza della fosfatazione, il trattamento dell'acqua con complessi può garantire condizioni dell'acqua di caldaia esenti da incrostazioni e fanghi. Si consiglia di utilizzare il sale sodico Trilon B come complessone.

Il mantenimento del contenuto di sale accettabile nell'acqua della caldaia secondo gli standard viene effettuato spurgando la caldaia, ad es. togliendo da essa parte dell'acqua di caldaia, che ha sempre una concentrazione di sali maggiore rispetto all'acqua di alimentazione.

Per effettuare l'evaporazione graduale dell'acqua, il tamburo della caldaia è diviso da una parete divisoria in più scomparti dotati di circuiti di circolazione indipendenti. Uno dei compartimenti, denominato compartimento “pulito”, riceve l'acqua di alimentazione. Passando attraverso il circuito di circolazione, l'acqua evapora e il contenuto di sale dell'acqua della caldaia nello scomparto pulito sale ad un certo livello. Per mantenere il contenuto di sale in questo compartimento, parte dell'acqua della caldaia proveniente dal compartimento pulito viene diretta per gravità attraverso un foro speciale - un diffusore nella parte inferiore del divisorio in un altro compartimento, chiamato "sale", poiché il contenuto di sale in è significativamente più alto che nel compartimento pulito.

Il soffiaggio continuo dell'acqua viene effettuato dal luogo con la più alta concentrazione di sali, vale a dire dallo scomparto del sale. Il vapore generato in entrambe le fasi di evaporazione viene miscelato nell'apposita camera ed esce dal tamburo attraverso una serie di tubi posti nella sua parte superiore.

All'aumentare della pressione, il vapore è in grado di sciogliere alcune impurità presenti nell'acqua della caldaia (acido silicico, ossidi metallici).

Per ridurre il contenuto di sale nel vapore, alcune caldaie utilizzano il lavaggio a vapore con acqua di alimentazione.

Surriscaldatori di caldaia. La produzione di vapore surriscaldato da vapore saturo secco viene effettuata in un surriscaldatore. Il surriscaldatore è uno degli elementi più critici della caldaia poiché, tra tutte le superfici riscaldanti, funziona nelle condizioni di temperatura più severe (temperatura di surriscaldamento fino a 425 °C). Le batterie e i collettori del surriscaldatore sono realizzati in acciaio al carbonio.

In base al metodo di assorbimento del calore, i surriscaldatori si dividono in convettivo, irraggiamento-convettivo e irraggiamento. Le caldaie a bassa e media pressione utilizzano surriscaldatori convettivi con tubi verticali o orizzontali. Per produrre vapore con temperatura di surriscaldamento superiore a 500 °C vengono utilizzati surriscaldatori di vapore combinati, ovvero in essi, una parte della superficie (radiativa) percepisce il calore dovuto alla radiazione e l'altra parte - per convezione. La parte radiante della superficie riscaldante del surriscaldatore si trova sotto forma di schermi direttamente nella parte superiore della camera di combustione.

A seconda delle direzioni di movimento dei gas e del vapore, esistono tre schemi principali per collegare un surriscaldatore al flusso di gas: flusso diretto, in cui gas e vapore si muovono nella stessa direzione; controcorrente, dove gas e vapore si muovono in direzioni opposte; misto, in cui in una parte delle bobine del surriscaldatore i gas e il vapore si muovono direttamente e nell'altra - in direzioni opposte.

Ottimale in termini di affidabilità operativa è uno schema di commutazione misto del surriscaldatore, in cui la prima parte del surriscaldatore lungo il flusso di vapore è controcorrente e il completamento del surriscaldamento del vapore avviene nella sua seconda parte con flusso diretto di refrigeranti. In questo caso, in alcune delle bobine situate nella zona di maggior carico termico del surriscaldatore, all'inizio del condotto del gas si avrà una temperatura del vapore moderata, e il completamento del surriscaldamento del vapore avviene ad una temperatura termica inferiore carico.

La temperatura del vapore nelle caldaie con pressioni fino a 2,4 MPa non è regolata. Ad una pressione di 3,9 MPa e superiore, la temperatura viene regolata mediante i seguenti metodi: iniezione di condensa nel vapore; utilizzo di desurriscaldatori superficiali; utilizzando la regolazione del gas modificando il flusso dei prodotti della combustione attraverso il surriscaldatore o spostando la posizione della torcia nel forno utilizzando bruciatori rotativi.

Il surriscaldatore deve essere dotato di manometro, valvola di sicurezza, valvola di intercettazione per scollegare il surriscaldatore dalla rete del vapore e un dispositivo per misurare la temperatura del vapore surriscaldato.

Economizzatori d'acqua. In un economizzatore, l'acqua di alimentazione viene riscaldata dai gas di combustione prima di essere fornita alla caldaia utilizzando il calore dei prodotti della combustione del combustibile. Insieme al preriscaldamento è possibile l'evaporazione parziale dell'acqua di alimentazione che entra nel corpo cilindrico della caldaia. A seconda della temperatura alla quale viene riscaldata l'acqua, gli economizzatori sono divisi in due tipi: non bollenti e bollenti. Negli economizzatori non bollenti, in base alle condizioni per l'affidabilità del loro funzionamento, l'acqua viene riscaldata ad una temperatura di 20 ° C inferiore alla temperatura del vapore saturo in una caldaia a vapore o alla temperatura di ebollizione dell'acqua alla pressione di esercizio esistente in un ambiente caldo -bollitore. Negli economizzatori bollenti, non solo l'acqua viene riscaldata, ma anche la sua evaporazione parziale (fino al 15%).

A seconda del metallo di cui sono realizzati gli economizzatori, sono suddivisi in ghisa e acciaio. Gli economizzatori in ghisa vengono utilizzati ad una pressione nel tamburo della caldaia non superiore a 2,4 MPa, mentre quelli in acciaio possono essere utilizzati a qualsiasi pressione. Negli economizzatori in ghisa, l'ebollizione dell'acqua è inaccettabile, poiché ciò porta al colpo d'ariete e alla distruzione dell'economizzatore. Per pulire la superficie riscaldante, gli economizzatori d'acqua sono dotati di dispositivi di soffiaggio.

Riscaldatori d'aria. Nelle moderne caldaie, il riscaldatore d'aria svolge un ruolo molto significativo, ricevendo calore dai gas di scarico e trasferendolo nell'aria, riduce la perdita di calore più evidente con i gas di scarico. Quando si utilizza l'aria riscaldata, la temperatura di combustione del carburante aumenta, il processo di combustione si intensifica e l'efficienza della caldaia aumenta. Allo stesso tempo, quando si installa un aerotermo, aumenta la resistenza aerodinamica dei percorsi dell'aria e del fumo, che viene superata creando un tiraggio artificiale, ad es. installando un aspiratore fumi e un ventilatore.

La temperatura di riscaldamento dell'aria viene selezionata in base al metodo di combustione e al tipo di combustibile. La temperatura dell'aria calda per il gas naturale e l'olio combustibile bruciati in forni a camera è di 200...250 °C, mentre per la combustione di carbone polverizzato di combustibile solido è di 300...420 °C.

Se nella caldaia è presente un economizzatore e un aerotermo, l'economizzatore viene installato per primo lungo il flusso del gas e per secondo viene installato l'aerotermo, che consente di raffreddare più profondamente i prodotti della combustione, poiché la temperatura dell'aria fredda è inferiore alla temperatura dell'acqua di alimentazione in ingresso all'economizzatore.

In base al loro principio di funzionamento, gli aerotermi si dividono in recuperativi e rigenerativi. In un riscaldatore d'aria recuperativo, il trasferimento di calore dai prodotti della combustione all'aria avviene continuamente attraverso una parete divisoria, da un lato della quale si muovono i prodotti della combustione e dall'altro l'aria riscaldata.

Nei riscaldatori ad aria rigenerativi, il calore viene trasferito dai prodotti della combustione all'aria riscaldata riscaldando e raffreddando alternativamente la stessa superficie riscaldante.

Impianti con pistoni a gas. L'unità a pistone a gas (GPU) è progettata per fornire elettricità ai consumatori di corrente alternata trifase (380/220 V, 50 Hz). Le centrali elettriche a gas vengono utilizzate come fonte di alimentazione elettrica costante e garantita per ospedali, banche, centri commerciali, aeroporti, imprese manifatturiere e di produzione di petrolio e gas. La durata di un motore a gas è superiore a quella dei generatori a benzina e delle centrali elettriche diesel, il che comporta un periodo di ammortamento più breve. L'utilizzo di generatori elettrici a gas consente al proprietario di essere indipendente dalle interruzioni di corrente programmate e di emergenza e spesso di rifiutare completamente i servizi dei fornitori di energia elettrica.

Il funzionamento dei motori a pistoni a gas (di seguito denominati GPA) si basa sul principio di funzionamento di un motore a combustione interna. Un motore a combustione interna è un tipo di motore, un motore termico, in cui l'energia chimica del carburante (solitamente idrocarburi liquidi o gassosi) che brucia nell'area di lavoro viene convertita in lavoro meccanico.

Attualmente nell'industria vengono prodotti due tipi di motori a pistoni funzionanti a gas: motori a gas - con accensione elettrica (a scintilla) e motori diesel a gas - con accensione della miscela gas-aria mediante iniezione di carburante pilota (liquido). I motori a gas sono diventati ampiamente utilizzati nel settore energetico a causa della tendenza diffusa ad utilizzare il gas come combustibile più economico (sia naturale che alternativo) e relativamente più rispettoso dell’ambiente in termini di emissioni di scarico.

Dalla GPU con scambiatori di calore, tutto è sostanzialmente uguale, ma viene utilizzato in aggiunta un sistema di recupero del calore.

L'unità funziona con diversi tipi di carburante, ha un investimento iniziale relativamente basso per 1 kW e ha un'ampia gamma di potenze.

Carburante per unità a pistoni a gas. Uno dei punti più importanti nella scelta del tipo di turbina a gas è studiare la composizione del carburante. I produttori di motori a gas hanno i propri requisiti in termini di qualità e composizione del carburante per ciascun modello.

Attualmente molti produttori stanno adattando i loro motori al carburante appropriato, il che nella maggior parte dei casi non richiede molto tempo e non richiede grandi costi finanziari.

Oltre al gas naturale, le unità a pistoni a gas possono utilizzare come combustibile: propano, butano, gas di petrolio associato, gas dell'industria chimica, gas di cokeria, gas di legna, gas di pirolisi, gas di discarica, gas di acque reflue, ecc.

L'utilizzo di questi gas specifici come combustibile fornisce un importante contributo alla preservazione dell'ambiente e consente inoltre l'utilizzo di fonti energetiche rigenerative.

Punto di controllo del gas. Il punto di controllo del gas è un sistema di dispositivi per ridurre e mantenere automaticamente costante la pressione del gas nelle condotte di distribuzione del gas. Il punto di controllo del gas comprende un regolatore di pressione per mantenere la pressione del gas, un filtro per catturare le impurità meccaniche, valvole di sicurezza che impediscono al gas di entrare nelle condotte di distribuzione del gas in caso di pressione di emergenza del gas superiore ai parametri consentiti e strumentazione per la registrazione della quantità del passaggio di gas, della temperatura, della pressione e delle misurazioni telemetriche di questi parametri.

I punti di controllo del gas sono costruiti sui gasdotti di distribuzione del gas cittadino, nonché sul territorio delle imprese industriali e municipali con una vasta rete di gasdotti. I punti installati direttamente presso i consumatori e progettati per fornire gas a caldaie, forni e altre unità sono generalmente chiamati dispositivi di controllo del gas. A seconda della pressione del gas in ingresso, i punti di controllo del gas sono: medio (da 0,05 a 3 kgf/cm 2 ) ed elevati (fino a 12 kgf/cm 2 ) pressione (1 kgf/cm 2 =0,1Mn/m2).

Dispositivi e strumentazione di sicurezza. Per le caldaie ad acqua calda, le linee di bypass con valvole di ritegno (Fig.), che passano l'acqua nella direzione dalla caldaia alla tubazione dell'impianto di riscaldamento, possono fungere da dispositivo di protezione contro l'aumento della pressione al loro interno. Con un dispositivo così semplice, se per qualche motivo le valvole installate sulla caldaia vengono chiuse, la connessione con l'atmosfera attraverso il vaso di espansione non verrà interrotta.

Se la tubazione tra caldaie e vaso di espansione, oltre alle valvole indicate, presenta altre valvole di intercettazione, è necessario installare valvole di sicurezza a leva.

Le caldaie a vapore fino a 70 kPa sono dotate di un dispositivo di sicurezza sotto forma di serranda idraulica

Per un funzionamento sicuro e corretto, le caldaie a vapore, oltre ai dispositivi di sicurezza, sono dotate di dispositivi di indicazione dell'acqua, valvole a maschio e manometri.

Per misurare il flusso dell'acqua di alimentazione fornita a una caldaia a vapore o dell'acqua circolante in un sistema di riscaldamento dell'acqua, vengono installati un contatore dell'acqua o diaframmi. Per misurare la temperatura dell'acqua che entra nell'impianto di riscaldamento dell'acqua e ritorna alla caldaia, in casi speciali vengono forniti dei termometri.

Le installazioni di caldaie, a seconda del tipo di consumatore, sono suddivise in energia, produzione e riscaldamento e riscaldamento. In base al tipo di liquido refrigerante prodotto si dividono in vapore (per la produzione di vapore) e acqua calda (per la produzione di acqua calda).

Impianti di caldaie energetiche generare vapore per le turbine a vapore nelle centrali termoelettriche. Tali caldaie sono generalmente dotate di caldaie ad alta e media potenza che producono vapore con parametri aumentati.

Impianti di caldaie per riscaldamento industriale(solitamente vapore) producono vapore non solo per esigenze industriali, ma anche per il riscaldamento, la ventilazione e la fornitura di acqua calda.

Sistemi di caldaie per riscaldamento(principalmente acqua calda, ma possono anche essere vapore) sono progettati per servire i sistemi di riscaldamento, la fornitura di acqua calda e la ventilazione di locali industriali e residenziali.

A seconda della portata della fornitura di calore, le caldaie per il riscaldamento sono suddivise in locali (individuali), di gruppo e distrettuali.

Locali caldaie per il riscaldamento locale solitamente dotati di caldaie ad acqua calda con riscaldamento dell'acqua a una temperatura non superiore o caldaie a vapore con una pressione di esercizio fino a. Tali locali caldaie sono progettati per fornire calore a uno o più edifici.

Locali caldaie per riscaldamento di gruppo fornire calore a gruppi di edifici, aree residenziali o piccoli quartieri. Tali locali caldaie sono dotati sia di caldaie a vapore che di acqua calda, che, di norma, hanno una capacità di riscaldamento maggiore rispetto alle caldaie per locali caldaie. Questi locali caldaie si trovano solitamente in edifici speciali.

Locali caldaie per teleriscaldamento progettato per la fornitura di calore a grandi aree residenziali; sono dotati di caldaie ad acqua calda e vapore relativamente potenti.

Riso. 1.1

Nella fig. 1.1. viene mostrato uno schema di un locale caldaia per teleriscaldamento con caldaie ad acqua calda 1 tipo PTVM-50 con una capacità di riscaldamento di 58 MW. Le caldaie possono funzionare con combustibile liquido e gassoso, quindi sono dotate di bruciatori e ugelli 3 . L'aria necessaria per la combustione viene fornita al forno tramite ventilatori 4 azionati da motori elettrici. Ogni caldaia è dotata di 12 bruciatori e altrettanti ventilatori.

L'acqua viene fornita alla caldaia tramite pompe 5 azionati da motori elettrici. Dopo aver attraversato la superficie riscaldante, l'acqua viene riscaldata e fornita ai consumatori, dove cede parte del calore e ritorna alla caldaia a temperatura più bassa. I gas di scarico della caldaia vengono rimossi nell'atmosfera attraverso un tubo 2.

Questo locale caldaia ha una disposizione di tipo semiaperto: la parte inferiore delle caldaie (fino ad un'altezza di circa 6 m) si trova nell'edificio, mentre la parte superiore è all'aperto. All'interno del locale caldaia sono presenti ventilatori, pompe e un pannello di controllo. Sul soffitto del locale caldaia è installato un disaeratore 6 per rimuovere l'ossigeno dall'acqua.

Negli impianti con caldaie a vapore(Fig. 1.2) la caldaia a vapore 4 ha due tamburi: superiore e inferiore. I fusti sono collegati tra loro da tre fasci di tubi che costituiscono la superficie riscaldante della caldaia. Quando la caldaia è in funzione, il tamburo inferiore è riempito d'acqua, il tamburo superiore è riempito d'acqua nella parte inferiore e di vapore acqueo saturo nella parte superiore. Nella parte inferiore della caldaia è presente un focolare 2 con griglia meccanica per la combustione di combustibile solido. Quando si bruciano combustibili liquidi e gassosi, invece di una griglia, vengono installati ugelli o bruciatori, attraverso i quali il combustibile insieme all'aria viene fornito al focolare. La caldaia è limitata da pareti in mattoni - rivestimento.

Il processo di lavoro nel locale caldaia procede come segue. Il carburante dal deposito del carburante viene fornito da un trasportatore al bunker, da dove va alla griglia del focolare, dove brucia. Come risultato della combustione del carburante, si formano gas di combustione: i prodotti della combustione bruciano.

I fumi provenienti dal forno entrano nei condotti fumari della caldaia, formati da rivestimento e appositi setti installati nei fasci tubieri. Mentre si muovono, i gas lavano i fasci tubieri della caldaia del surriscaldatore 3, passano attraverso l'economizzatore 5 e l'aerotermo, dove vengono raffreddati grazie alla fornitura di calore all'acqua che entra nella caldaia e all'aria fornita al forno.

I gas di combustione raffreddati vengono rimossi attraverso il camino 7 nell'atmosfera utilizzando un aspiratore di fumo 8. I gas di combustione della caldaia possono essere rimossi senza un aspiratore di fumo sotto l'influenza del tiraggio naturale con un camino incorporato.

L'acqua dalla fonte di approvvigionamento idrico alla tubazione di alimentazione viene pompata 1 nell'economizzatore d'acqua, da dove, dopo il riscaldamento, entra nel tamburo superiore della caldaia. Il riempimento d'acqua del tamburo della caldaia è controllato da un vetro indicatore dell'acqua installato sul tamburo.

Riso. 1.2

Dal tamburo superiore della caldaia, l'acqua scende attraverso i tubi nel tamburo inferiore, da dove risale attraverso il fascio di tubi sinistro nel tamburo superiore. In questo caso l'acqua evapora e il vapore risultante viene raccolto nella parte superiore del tamburo superiore. Quindi il vapore entra nel surriscaldatore 3, dove viene completamente essiccato dal calore dei gas di scarico, a seguito del quale la sua temperatura aumenta.

Dal surriscaldatore, il vapore entra nella linea principale del vapore e da lì al consumatore, e dopo l'uso viene condensato e restituito al locale caldaia sotto forma di acqua calda (condensa). Le perdite di condensa dal consumatore vengono reintegrate con acqua proveniente dalla rete idrica o da altre fonti di approvvigionamento idrico. Prima di entrare in caldaia l’acqua viene sottoposta ad opportuno trattamento.

L'aria necessaria per la combustione del combustibile viene prelevata, di norma, dalla parte superiore del locale caldaia e fornita dal ventilatore 9 all'aerotermo, dove viene riscaldata e quindi inviata al focolare. Nelle caldaie di piccola capacità, di solito non ci sono riscaldatori d'aria e l'aria fredda viene fornita al focolare da un ventilatore o dal vuoto nel focolare creato dal camino.

Un impianto caldaia con caldaie a vapore ha uno schema di tipo chiuso, quando tutte le apparecchiature principali del locale caldaia si trovano nell'edificio.

Gli impianti di caldaie sono dotati di dispositivi per il trattamento dell'acqua (non mostrati nello schema), strumenti di controllo e misurazione e apparecchiature di automazione adeguate, che ne garantiscono il funzionamento ininterrotto e affidabile.

Locali caldaie per acqua calda gli impianti sono progettati per produrre acqua calda utilizzata per il riscaldamento, la fornitura di acqua calda e altri scopi.

Riso. 1.1 Locale caldaia con caldaie ad acqua calda in ghisa ad 1 tramoggia per la raccolta ceneri e scorie; 2-raschietto; Verricello di trazione a 3 raschiatori; 4 raccoglitori di cenere del tipo a ciclone; Aspiratore a 5 fumi; Camino a 6 mattoni; 7 caldaie; Ventilatore a 8 colpi; 9-installazione di depurazione chimica dell'acqua (filtro); Canale a 10 raschiatori per la rimozione di scorie e ceneri

Una caldaia ad acqua calda ha un refrigerante: l'acqua, a differenza di una caldaia a vapore, che ha due refrigeranti: acqua e vapore. A questo proposito, il locale caldaia a vapore deve disporre di condutture separate per vapore e acqua, nonché di un serbatoio per la raccolta della condensa.

Le caldaie ad acqua calda e a vapore differiscono a seconda del tipo di combustibile utilizzato, della progettazione di caldaie, forni, ecc. Sia l'installazione di una caldaia per il riscaldamento dell'acqua che del vapore comprende solitamente diverse caldaie, ma non meno di due e non più di quattro o cinque. Tutti sono collegati da comunicazioni comuni: gasdotti, gasdotti, ecc.

Gli impianti che funzionano con combustibile nucleare, la cui materia prima è il minerale di uranio, stanno diventando sempre più diffusi.

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