Regras para projeto e operação segura de caldeiras a vapor

A caldeira a vapor é um dos dispositivos mais antigos para converter energia térmica em trabalho mecânico, cujo fluido de trabalho é o vapor d'água. O design das caldeiras a vapor não mudou durante centenas de anos. Por definição, este é um dispositivo projetado para produzir vapor d'água de alto potencial. O mercado oferece um grande número de diferentes modelos de diversos designs, utilizados tanto no dia a dia quanto na indústria. Neste artigo conheceremos o princípio de funcionamento, regras de funcionamento e âmbito de aplicação das caldeiras a vapor.

Princípio de funcionamento e dispositivo

O princípio básico de funcionamento de caldeiras a vapor de vários tipos permanece inalterado e simples - a água é aquecida em volume fechado e convertida em vapor d'água, que é posteriormente utilizado para realizar trabalhos úteis. A fonte de energia para aquecimento pode ser a energia do sol, da terra ou do gás mais tradicional, combustível sólido ou eletricidade.

Dependendo da finalidade, o vapor produzido é dividido em dois tipos: saturado e superaquecido. O vapor saturado é caracterizado por uma temperatura de cerca de 100°C e uma pressão dentro de uma atmosfera. É gerado por caldeiras domésticas e é utilizado principalmente em sistemas de aquecimento de residências particulares.

O vapor superaquecido é uma fonte de energia de alto potencial, com temperaturas de até 500°C e pode estar sob pressão de até 260 atmosferas. Escopo de aplicação do vapor superaquecido: instalações industriais e energia - rotação de turbinas em usinas térmicas e nucleares. As instalações que produzem vapor superaquecido são caracterizadas por maior eficiência.

Os diferentes tipos de dispositivos são idênticos e diferem apenas em pequenos detalhes. Na primeira etapa ocorre a etapa obrigatória de purificação da água dos sais metálicos e do excesso de oxigênio. Isto é necessário para evitar a formação de incrustações e corrosão dos elementos da caldeira. A ferrugem e a incrustação reduzem significativamente a eficiência do dispositivo e, em alguns casos, podem torná-lo completamente inutilizável.

A água purificada é fornecida a um tanque especial, de onde passa por uma tubulação até o coletor na parte inferior, onde fica a zona de aquecimento. Aqui a água é aquecida a 100°C e forma-se vapor d'água, que sobe independentemente pelos canos.

O vapor resultante contém uma grande quantidade de umidade e é inadequado para uso, portanto o próximo passo é secar o fluido de trabalho. O vapor seco entra na linha de vapor para o uso pretendido.

Nas caldeiras industriais, para produzir vapor superaquecido, na última etapa, o vapor saturado é aquecido adicionalmente na linha de vapor para aumentar sua temperatura e pressão até limites especificados.

Todas as caldeiras a vapor funcionam de acordo com o princípio descrito acima; as diferenças no dispositivo estão apenas no tamanho do dispositivo, no tipo e localização do coletor, na presença de fusíveis, na complexidade da automação, bem como no tipo de combustível utilizado para operação.

Regras para funcionamento de caldeiras a vapor e água quente

A caldeira a vapor é um dispositivo que funciona sob pressão e pertence a instalações de alto risco. Se usado incorretamente, são possíveis queimaduras térmicas por vapor superaquecido e, em casos excepcionais, explosão de toda a instalação.

Durante a operação, é importante seguir rigorosamente as regras de funcionamento dos dispositivos prescritas pelo fabricante e pelos documentos regulamentares.

IMPORTANTE! A instalação e a manutenção periódica devem ser realizadas apenas por especialistas certificados.

Os principais motivos do fracasso, segundo as estatísticas, são:

• tratamento de água de má qualidade, levando ao aumento da corrosão dos elementos e reduzindo significativamente a sua eficiência;
• falta de leitura periódica da câmara de combustão do combustível;
• configurações de automação incorretas.

A presença de dispositivos de segurança e automação de controle, sujeitos a instalação e configuração profissional, tornam as modernas caldeiras a vapor dispositivos seguros.

Tipos e escopo de aplicação

As caldeiras a vapor de acordo com o seu âmbito de aplicação são divididas em duas grandes classes: domésticas e industriais.

Os eletrodomésticos geram vapor de água saturado, que é usado como refrigerante em sistemas de aquecimento. Via de regra, tais sistemas operam com combustível sólido ou líquido.

As caldeiras industriais utilizam vapor superaquecido sob alta pressão, o que aumenta significativamente a eficiência dos dispositivos. Carvão, óleo combustível, gás ou energia de decaimento atômico são usados ​​como combustível para instalações industriais.

Os industriais são utilizados na indústria de energia elétrica, manufatura, construção, etc. Esses dispositivos podem ser chamados de base da indústria. Aqui estão apenas alguns exemplos de aplicações industriais:

• vaporização de estruturas de concreto;
• esterilização e desinfecção na indústria alimentar;
• geração da eletricidade;
• acionamento de atuadores de máquinas-ferramentas e mecanismos.