Regole per la progettazione e il funzionamento sicuro delle caldaie a vapore

Una caldaia a vapore è uno dei dispositivi più antichi per convertire l'energia termica in lavoro meccanico, il fluido di lavoro in cui è il vapore acqueo. Il design delle caldaie a vapore non è cambiato da centinaia di anni. Per definizione, si tratta di un dispositivo progettato per produrre vapore acqueo ad alto potenziale. Il mercato offre un gran numero di modelli diversi di vari design, utilizzati sia nella vita di tutti i giorni che nell'industria. In questo articolo conosceremo il principio di funzionamento, le regole di funzionamento e l'ambito di applicazione delle caldaie a vapore.

Principio di funzionamento e dispositivo

Il principio di base di funzionamento delle caldaie a vapore di vario tipo è invariato e semplice: l'acqua viene riscaldata in un volume chiuso e convertita in vapore acqueo, che viene successivamente utilizzato per eseguire lavori utili. La fonte energetica per il riscaldamento può essere l'energia del sole, della terra, oppure più tradizionale il gas, il combustibile solido o l'energia elettrica.

A seconda dello scopo, il vapore prodotto si divide in due tipologie: saturo e surriscaldato. Il vapore saturo è caratterizzato da una temperatura di circa 100°C e una pressione entro un'atmosfera. Viene generato dalle caldaie domestiche e viene utilizzato principalmente negli impianti di riscaldamento delle abitazioni private.

Il vapore surriscaldato è una fonte di energia ad alto potenziale con temperature fino a 500°C e può essere sotto pressione fino a 260 atmosfere. Ambito di applicazione del vapore surriscaldato: impianti industriali ed energia - rotazione delle turbine nelle centrali termiche e nucleari. Gli impianti che producono vapore surriscaldato sono caratterizzati da una maggiore efficienza.

I diversi tipi di dispositivi sono identici e differiscono solo per dettagli minori. Nella prima fase si verifica la fase obbligatoria di purificazione dell'acqua dai sali metallici e dall'ossigeno in eccesso. Ciò è necessario per prevenire la formazione di incrostazioni e la corrosione degli elementi della caldaia. Ruggine e incrostazioni riducono notevolmente l'efficienza del dispositivo e in alcuni casi possono renderlo completamente inutilizzabile.

L'acqua purificata viene fornita ad un serbatoio speciale, dal quale passa attraverso una tubazione nel collettore nella parte inferiore, dove si trova la zona di riscaldamento. Qui l'acqua viene riscaldata a 100°C e si forma vapore acqueo, che sale autonomamente attraverso i tubi.

Il vapore risultante contiene una grande quantità di umidità e non è adatto all'uso, quindi il passaggio successivo è asciugare il fluido di lavoro. Il vapore essiccato entra nella linea del vapore per l'uso previsto.

Nelle caldaie industriali, per produrre vapore surriscaldato, nell'ultima fase, il vapore saturo viene ulteriormente riscaldato nella linea del vapore per aumentarne la temperatura e la pressione fino ai limiti specificati.

Tutte le caldaie a vapore funzionano secondo il principio sopra descritto; le differenze nel dispositivo sono solo nelle dimensioni del dispositivo, nel tipo e nella posizione del collettore, nella presenza di fusibili, nella complessità dell'automazione, nonché nel tipo di carburante utilizzato per il funzionamento.

Regole per il funzionamento delle caldaie a vapore e acqua calda

Una caldaia a vapore è un dispositivo che funziona sotto pressione e appartiene a installazioni ad alto rischio. In caso di utilizzo errato sono possibili ustioni termiche dovute al vapore surriscaldato e, in casi eccezionali, l'esplosione dell'intero impianto.

Durante il funzionamento, è importante seguire rigorosamente le regole operative dei dispositivi prescritte dal produttore e i documenti normativi.

IMPORTANTE! L'installazione e la manutenzione periodica devono essere eseguite solo da specialisti certificati.

Le ragioni principali del fallimento, secondo le statistiche, sono:

• trattamento dell'acqua di scarsa qualità, che porta ad una maggiore corrosione degli elementi e riduce significativamente la sua efficienza;
• mancanza di lettura periodica della camera di combustione del carburante;
• impostazioni di automazione errate.

La presenza di dispositivi di sicurezza e l'automazione del controllo, soggetti a installazione e configurazione professionale, rendono le moderne caldaie a vapore dispositivi sicuri.

Tipi e ambito di applicazione

Le caldaie a vapore in base al loro ambito di applicazione sono divise in due grandi classi: domestiche e industriali.

Gli elettrodomestici generano vapore acqueo saturo, che viene utilizzato come refrigerante per gli impianti di riscaldamento. Di norma, tali sistemi funzionano con combustibile solido o liquido.

Le caldaie industriali utilizzano vapore surriscaldato ad alta pressione, che aumenta significativamente l'efficienza dei dispositivi. Carbone, olio combustibile, gas o energia di decadimento atomico vengono utilizzati come combustibile per impianti industriali.

Quelli industriali sono utilizzati nell'industria dell'energia elettrica, nella produzione, nell'edilizia, ecc. Questi dispositivi possono essere definiti la base del settore. Ecco solo alcuni esempi di applicazioni industriali:

• vaporizzazione di strutture in calcestruzzo;
• sterilizzazione e disinfezione nell'industria alimentare;
• generazione di elettricità;
• azionamento di attuatori di macchine utensili e meccanismi.