11 Fatti sul tamburo a vapore della caldaia: cosa, come, materiale, funzione


Boiler Steam Drum è il componente più importante di una caldaia, questa caratteristica di forma cilindrica posizionata orizzontalmente funge da separatore di fase per la miscela di vapore e acqua.

Anticamente le caldaie sono progettate fino a quattro tamburi posizionandoli sia in alto che in basso e sono interconnessi con una rete di tubi. Attualmente vengono utilizzati principalmente tamburi singoli e bi.

Cos'è un tamburo a vapore in una caldaia?

Il tamburo del vapore o tamburo superiore è un componente essenziale di una caldaia a tubi d'acqua che è montata nella parte superiore di una caldaia a forma di cilindro orizzontale.

La funzione di Boiler Steam Drum è quella di raccogliere il vapore prodotto e fornire anche uno spazio in cui il vapore possa separarsi dall'acqua della caldaia. Il vapore viene generato nei tubi dell'acqua di una caldaia e al punto di saturazione i vapori di vapore iniziano a formare bolle e si separano dal liquido.

A causa della differenza di massa, il vapore di vapore sale attraverso i tubi che sono collegati nella parte superiore del tamburo del vapore.

Ci sono fondamentalmente due fasi di separazione in un tamburo a vapore. Nella fase primaria viene sottratta al vapore solo acqua che si ottiene grazie all'adeguato spazio al di sopra del normale tamburo del vapore per il distacco del liquido del vapore. Nella seconda fase le goccioline d'acqua vengono rimosse dal vapore

Scopo del tamburo a vapore nella caldaia

Steam Drum è una parte essenziale di una caldaia a tubi d'acqua.

Gli scopi principali dell'utilizzo di una caldaia a vapore sono:

Fornire uno spazio di archiviazione per la miscela di acqua di vapore.

Agire come un luogo in cui il vapore prodotto nella caldaia viene separato dall'acqua della caldaia.

 Nella parte superiore del tamburo a vapore si accumula uno strato di vapore e lo strato d'acqua rimane al di sotto a causa della differenza di massa. I tubi sono collegati nella parte superiore del tamburo e attraverso questi tubi il vapore viene fatto circolare per diverse applicazioni come riscaldamento, produzione di energia, sanificazione di alcune aree ecc.

caldaia a vapore
Diagramma schematico di una caldaia a tubi d'acqua di tipo marino, il tamburo a vapore in alto; Credito immagine: wikipedia

Come funziona una caldaia a vapore?

Una caldaia a tamburo a vapore è una parte essenziale di una caldaia a tubi d'acqua.

Il vapore generato all'interno dei tubi dell'acqua della caldaia per effetto della combustione del combustibile viene raccolto in un tamburo orizzontale di forma cilindrica posto nella posizione più alta tramite tubi di colonna montante. Il vapore prodotto ha una densità minore dell'acqua e quindi si accumulerà al livello più alto del recipiente.

Materiale del tamburo del vapore della caldaia

Steam Drum è la camera a pressione nella posizione estrema superiore del sistema circolatorio della caldaia.

I tamburi a vapore per caldaie sono realizzati con materiale di qualità esclusivo e utilizzano la tecnologia moderna per fornire qualità come costruzione robusta, elevata durata, funzionamento eccellente, affidabilità ecc. Questo tamburo superiore è realizzato in HCS (acciaio ad alto tenore di carbonio) per resistere a temperature di 390 gradi e pressioni superiori 350 psi.

Lo spessore delle piastre in acciaio al carbonio per Steam Drum è selezionato in base alla pressione di progetto della caldaia. D'altra parte il volume di un tamburo è deciso dal volume necessario necessario per una netta separazione dell'acqua dal vapore per ottenere vapore saturo secco. Il tamburo immagazzina anche una quantità sufficiente di vapore.

Parti del tamburo a vapore della caldaia

Boiler Steam Drum è il serbatoio per la miscela di vapore e acqua e fornisce la prevalenza necessaria per la circolazione dell'acqua attraverso la zona di evaporazione.

Le parti interne di una caldaia a vapore sono:

1. Tubo di distribuzione dell'acqua di alimentazione

2. Valvola di sicurezza

3. Tubo di dosaggio chimico

4. Tubo di scarico continuo

5. Indicatore livello fusto

6. Camera della scatola del ciclone

7. Purificatore di vapore/ disappannamento/essiccatori a vapore

8. Tubi di uscita del vapore saturo

9. Angolo basso

10 Tubo di scarico intermittente

Calcolo dello spessore del tamburo del vapore della caldaia

Le formule per calcolare lo spessore del tamburo della caldaia sono menzionate nel codice ASME delle caldaie e dei recipienti a pressione PG-27 per i componenti cilindrici sotto pressione interna, pagina 10.

Di seguito è riportata la formula utilizzata per calcolare lo spessore minimo di cui all'ASME, par. PG-27.2.2, pagina n.-10:

La formula utilizzata per determinare la pressione di esercizio massima consentita è indicata di seguito:

Dove,

t= spessore minimo della parete di progetto in pollici.

P=pressione di progetto in psi

D=diametro esterno del tubo in pollici

e=fattore di spessore(0.04 per tubi espansi, 0 per tubi saldati a resistenza)

S= sollecitazione massima ammissibile secondo ASME sezione II

Misurazione del livello del tamburo del vapore della caldaia

Boiler Steam Drum agisce come una parte importante di un'industria di centrali elettriche grazie alla sua capacità di generazione di vapore.

Il livello dell'acqua nel tamburo è costante quando le condizioni operative sono stabili e le portate sono bilanciate. Il trasmettitore di pressione differenziale è lo strumento utilizzato per misurare il livello del tamburoL'ottimizzazione del tamburo a vapore e il loro utilizzo nel modo più sicuro ed efficiente possibile richiedono una misurazione affidabile del livello dell'acqua.

Il tamburo del vapore crea un livello dell'acqua costante in condizioni di funzionamento stabili e per flussi bilanciati. Il livello dell'acqua di un tamburo a vapore è un parametro che deve essere monitorato e controllato correttamente.

Sfiato del tamburo del vapore della caldaia

Durante l'avvio, il vapore saturo si accumula nel tamburo del vapore che aumenta la pressione, attraverso le prese d'aria vengono rilasciati aria e gas disciolti. Durante lo spegnimento della caldaia, queste valvole di sfiato consentono all'aria fresca di entrare nel tamburo della caldaia per evitarne il collasso sotto pressione.

Gli sfiati del tamburo del vapore della caldaia rimuovono il vuoto durante lo spegnimento a causa della condensazione del vapore nel tamburo della caldaia.

Tamburo di vapore della caldaia di calore di scarto

Calore Le caldaie riciclano principalmente l'energia termica, il calore viene recuperato dai gas di scarico e utilizzato per generare vapore come uscita che riduce i costi operativi complessivi

Una caldaia per il calore di scarto è collegata con un tamburo a vapore in testa per la circolazione dell'acqua e del vapore con un tasso di ricircolo più elevato per un raffreddamento efficace. I tamburi a vapore sono dotati di una tecnica di separazione di fase a due stadi per ottenere vapore di elevata purezza. Per la separazione del vapore acqueo vengono utilizzati separatori a ciclone interno e tamponi antiappannamento.

I fusti a vapore sono fabbricati secondo ASME o altri codici in modo da poter soddisfare i requisiti delle caldaie per il calore di scarto. Strumenti adeguati sono forniti con il tamburo per garantire un funzionamento sicuro e regolare della caldaia per il calore di scarto.

Tubo dell'acqua caldaia a vapore

A causa della differenza di densità di vapore e acqua, consentono di accumulare vapore saturo e acqua all'interno del tamburo del vapore. Steam Drum trattiene l'acqua (da 10 a 60 secondi) per alimentare la caldaia prevenendo la perdita di liquido nei tubi discendenti e montanti.

La dimensione del tamburo del vapore richiesta per una caldaia a tubi d'acqua è fissata dal volume richiesto per la separazione del vapore e dell'acqua per produrre vapore saturo secco e il tamburo del vapore dovrebbe anche fornire spazio adeguato per l'immagazzinamento del vapore.

Caldaia senza tamburo a vapore

Anche se una caldaia Benson è una caldaia a tubi d'acqua, ha una caratteristica unica dell'assenza di un tamburo separatore di vapore, in parole semplici è una caldaia senza tamburo.

Qui l'acqua viene compressa a pressione supercritica e il calore latente dell'acqua si riduce a zero e l'acqua si trasforma direttamente in vapore senza formazione di bolle.

A pressione supercritica sia il vapore che l'acqua hanno la stessa densità che impedisce la formazione di bolle. Pertanto, nella caldaia Benson non è necessario un tamburo a vapore per separare le bolle d'aria dall'acqua.

A causa dell'assenza del tamburo di vapore, il peso di questo tipo di caldaie è inferiore di almeno il 20% rispetto agli altri tipi di caldaie.

Conclusione:

Il tamburo del vapore di una caldaia a tubi d'acqua è un componente essenziale che fornisce uno spazio per la separazione del vapore e dell'acqua. dovremmo avere una conoscenza adeguata dei diversi fatti relativi a un tamburo a vapore per garantire il funzionamento efficiente di una caldaia a tubi d'acqua.

Sangeeta Das

Sono Sangeeta Das. Ho completato il mio Master in Ingegneria Meccanica con specializzazione in IC Engine and Automobiles. Ho circa dieci anni di esperienza nel settore e nel mondo accademico. La mia area di interesse include motori IC, aerodinamica e meccanica dei fluidi. Puoi raggiungermi su https://www.linkedin.com/in/sangeeta-das-57233a203/

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