Une chaudière à vapeur est l’un des dispositifs les plus anciens de conversion de l’énergie thermique en travail mécanique, dans lequel le fluide de travail est de la vapeur d’eau. La conception des chaudières à vapeur n'a pas changé depuis des centaines d'années. Par définition, on entend par chaudière à vapeur un dispositif conçu pour produire de la vapeur d'eau à haut potentiel. Un grand nombre de modèles différents de conceptions variées sont utilisés sur le marché, tant dans la vie quotidienne que dans l'industrie. Dans cet article, nous allons nous familiariser avec le principe de fonctionnement, les règles de fonctionnement et le champ d'application des chaudières à vapeur.
Le principe de base du fonctionnement de divers types de chaudières à vapeur est inchangé et simple: dans une chaudière à volume fermé, l’eau est chauffée et transformée en vapeur d’eau, qui est ensuite utilisée pour effectuer un travail utile. La source d'énergie pour le chauffage peut être l'énergie du soleil, de la terre ou du gaz, du combustible solide ou de l'électricité plus traditionnel.
Selon la fonction des chaudières, la vapeur produite est divisée en deux types: saturée et surchauffée. La vapeur saturée est caractérisée par une température de l'ordre de 100 ° C et une pression dans une atmosphère. Il est généré par les chaudières domestiques et est principalement utilisé dans les systèmes de chauffage des maisons privées.
La vapeur surchauffée est une source d’énergie à fort potentiel pouvant atteindre une température de 500 ° C et une pression pouvant atteindre 260 atmosphères. Domaine d'application de la vapeur surchauffée: installations industrielles et génie énergétique - rotation des turbines dans les centrales thermiques et nucléaires. Les installations produisant de la vapeur surchauffée se caractérisent par une efficacité accrue.
La disposition des chaudières à vapeur de différents types est identique et ne diffère que par des détails mineurs.Au premier stade, il y a un stade obligatoire de purification de l'eau des sels métalliques et de l'oxygène en excès. Cela est nécessaire pour éviter la formation de tartre et la corrosion des éléments de la chaudière. La rouille et le tartre réduisent considérablement l'efficacité de l'appareil et peuvent même, dans certains cas, le rendre complètement inutilisable.
L'eau purifiée est acheminée vers un réservoir spécial, à partir duquel elle passe par une canalisation jusqu'au collecteur situé dans la partie inférieure de la chaudière, où se trouve la zone de chauffage. Ici, l'eau est chauffée à 100 ° C et la formation de vapeur d'eau, qui monte indépendamment à travers les tuyaux.
La vapeur qui en résulte contient une grande quantité d’humidité et ne convient pas à l’utilisation. L’étape suivante consiste à drainer le fluide de travail. La vapeur séchée pénètre dans la conduite de vapeur pour l'usage auquel elle est destinée.
Dans les chaudières industrielles pour produire de la vapeur surchauffée, au dernier étage de la conduite de vapeur, de la vapeur saturée est en outre chauffée pour augmenter sa température et sa pression dans des limites prédéterminées.
Selon le principe décrit ci-dessus, toutes les chaudières à vapeur fonctionnent, la différence dans le dispositif réside uniquement dans la taille de la chaudière, le type et l'emplacement du collecteur, la présence de dispositifs de sécurité, la complexité de l'automatisation, ainsi que le type de combustible utilisé pour le fonctionnement.
Chaudière à vapeur - appareil fonctionnant sous pression et associé à des installations dangereuses. En cas d'utilisation incorrecte, une combustion thermique avec de la vapeur surchauffée est possible et, dans des cas exceptionnels, une explosion de l'ensemble de l'installation.
Lors de l'utilisation de telles chaudières, il est important de respecter scrupuleusement les règles de fonctionnement de l'appareil prescrites par le fabricant et les documents réglementaires.
IMPORTANT! L'installation et la maintenance périodique ne doivent être effectuées que par des spécialistes qualifiés.
Selon les statistiques, les principales causes d'échec des chaudières à vapeur sont les suivantes:
- traitement de l'eau de mauvaise qualité, entraînant une corrosion accrue des éléments de la chaudière et réduisant considérablement son efficacité;
- absence de lecture périodique de la chambre de combustion du carburant;
- réglage incorrect de l'automatisation de la chaudière.
La présence de dispositifs de sécurité et de contrôle d'automatisation, soumis à une installation et une configuration professionnelles, rend les dispositifs de chaudière à vapeur modernes sûrs.
Les chaudières à vapeur en termes d’application sont divisées en deux grandes classes d’usage domestique et industriel.
Les appareils ménagers génèrent de la vapeur d'eau saturée, qui sert de liquide de refroidissement pour les systèmes de chauffage. Généralement, de tels systèmes fonctionnent avec des combustibles solides ou liquides.
Les chaudières industrielles utilisent de la vapeur surchauffée sous haute pression, ce qui peut augmenter considérablement l'efficacité des appareils. Le charbon, le mazout, le gaz ou l’énergie de désintégration atomique sont utilisés comme combustible pour les installations industrielles.
Les chaudières à vapeur industrielles sont utilisées dans l'industrie de l'énergie électrique, la production, la construction, etc. Ces dispositifs peuvent être appelés la base de l'industrie. Voici quelques exemples d'applications industrielles:
- cuisson à la vapeur de structures en béton;
- stérilisation et désinfection dans l'industrie alimentaire;
- production d'électricité;
- actionneurs de commande de machines et de mécanismes.
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