Normes per al disseny i funcionament segur de les calderes de vapor

Una caldera de vapor és un dels dispositius més antics per convertir l'energia tèrmica en treball mecànic, el fluid de treball en el qual és el vapor d'aigua. El disseny de les calderes de vapor no ha canviat durant centenars d'anys. Per definició, es tracta d'un dispositiu dissenyat per produir vapor d'aigua d'alt potencial. El mercat ofereix un gran nombre de models diferents de diferents dissenys, utilitzats tant a la vida quotidiana com a la indústria. En aquest article ens familiaritzarem amb el principi de funcionament, les regles de funcionament i l'àmbit d'aplicació de les calderes de vapor.

Principi de funcionament i dispositiu

El principi bàsic de funcionament de les calderes de vapor de diversos tipus és inalterat i senzill: l'aigua s'escalfa en un volum tancat i es converteix en vapor d'aigua, que posteriorment s'utilitza per realitzar un treball útil. La font d'energia per a la calefacció pot ser l'energia del sol, la terra, o més tradicionalment el gas, el combustible sòlid o l'electricitat.

Segons la finalitat, el vapor produït es divideix en dos tipus: saturat i sobreescalfat. El vapor saturat es caracteritza per una temperatura d'uns 100 °C i una pressió dins d'una atmosfera. Es genera per calderes domèstiques i s'utilitza principalment en sistemes de calefacció de cases particulars.

El vapor sobreescalfat és una font d'energia d'alt potencial amb temperatures de fins a 500 °C i pot estar sota pressió fins a 260 atmosferes. Àmbit d'aplicació del vapor sobreescalfat: instal·lacions industrials i energia - rotació de turbines en centrals tèrmiques i nuclears. Les instal·lacions que produeixen vapor sobreescalfat es caracteritzen per una major eficiència.

Els diferents tipus de dispositius són idèntics i només difereixen en detalls menors. En la primera etapa, es produeix l'etapa obligatòria de purificar l'aigua de les sals metàl·liques i l'excés d'oxigen. Això és necessari per evitar la formació d'escales i la corrosió dels elements de la caldera. L'òxid i l'escala redueixen significativament l'eficiència del dispositiu i, en alguns casos, poden fer-lo completament inutilitzable.

L'aigua purificada es subministra a un dipòsit especial, des del qual passa per una canonada fins al col·lector a la part inferior, on es troba la zona de calefacció. Aquí l'aigua s'escalfa a 100 °C i es forma vapor d'aigua, que puja independentment per les canonades.

El vapor resultant conté una gran quantitat d'humitat i no és adequat per al seu ús, de manera que el següent pas és assecar el fluid de treball. El vapor sec entra a la línia de vapor per al seu ús previst.

A les calderes industrials, per produir vapor sobreescalfat, en l'última etapa, el vapor saturat s'escalfa addicionalment a la línia de vapor per augmentar la seva temperatura i pressió fins als límits especificats.

Totes les calderes de vapor funcionen segons el principi descrit anteriorment; les diferències en el dispositiu només es troben en la mida del dispositiu, el tipus i la ubicació del col·lector, la presència de fusibles, la complexitat de l'automatització, així com el tipus de combustible utilitzat per al funcionament.

Normes per al funcionament de les calderes de vapor i aigua calenta

Una caldera de vapor és un dispositiu que funciona a pressió i pertany a instal·lacions d'alt risc. Si s'utilitza incorrectament, són possibles cremades tèrmiques per vapor sobreescalfat i, en casos excepcionals, una explosió de tota la instal·lació.

Durant el funcionament, és important seguir estrictament les normes de funcionament dels dispositius prescrites pel fabricant i els documents reglamentaris.

IMPORTANT! La instal·lació i el manteniment periòdic només han de ser realitzats per especialistes certificats.

Les principals causes del fracàs, segons les estadístiques, són:

• tractament de l'aigua de mala qualitat, que augmenta la corrosió dels elements i redueix significativament la seva eficiència;
• manca de lectura periòdica de la cambra de combustió del combustible;
• configuracions d'automatització incorrectes.

La presència de dispositius de seguretat i l'automatització del control, subjectes a instal·lació i configuració professionals, fan que les calderes de vapor modernes siguin dispositius segurs.

Tipus i àmbit d'aplicació

Les calderes de vapor segons el seu àmbit d'aplicació es divideixen en dues grans classes: domèstiques i industrials.

Els electrodomèstics generen vapor d'aigua saturat, que s'utilitza com a refrigerant per als sistemes de calefacció. Com a regla general, aquests sistemes funcionen amb combustible sòlid o líquid.

Les calderes industrials utilitzen vapor sobreescalfat a alta pressió, la qual cosa augmenta significativament l'eficiència dels dispositius. El carbó, el fuel, el gas o l'energia de desintegració atòmica s'utilitzen com a combustible per a instal·lacions industrials.

Els industrials s'utilitzen en la indústria de l'energia elèctrica, la fabricació, la construcció, etc. Aquests dispositius es poden anomenar la base de la indústria. Aquests són només alguns exemples d'aplicacions industrials:

• vaporització d'estructures de formigó;
• esterilització i desinfecció a la indústria alimentària;
• generació d'electricitat;
• conduir actuadors de màquines-eina i mecanismes.