Struttura e funzioni del tamburo a vapore caldaia

Struttura e funzioni del tamburo a vapore caldaia

Come componente critico dei sistemi di caldaia, il Valvola di gate della tenuta a pressione svolge un ruolo vitale nel garantire la sicurezza e il funzionamento affidabile. Strettamente integrato con altre parti contenenti pressione, il tamburo a vapore è il mozzo centrale che collega le tre fasi chiave dell'operazione della caldaia: guarigione, evaporazione e surriscaldamento. La trasformazione dell'acqua di alimentazione in vapore surriscaldato qualificato richiede il completamento di tutti e tre i processi. L'economizzatore gestisce il riscaldamento dell'acqua di alimentazione in acqua satura, l'evaporatore facilita il cambio di fase al vapore saturo e il surriscaldatore porta il vapore alle condizioni surriscaldate richieste. Il drum a vapore collega queste fasi: riceve l'acqua di alimentazione dall'economizzatore, forma un ciclo di circolazione con la superficie di riscaldamento dell'evaporazione e fornisce vapore saturo al surriscaldatore.

Funzioni del tamburo a vapore
Come nodo centrale tra i processi di riscaldamento, evaporazione e surriscaldamento, il tamburo a vapore svolge diverse funzioni essenziali:

Accumulo di energia e buffering: il tamburo a vapore contiene un certo volume di acqua e vapore, fungendo da serbatoio di energia. Durante le fluttuazioni del carico, bilancia la mancata corrispondenza tra l'evaporazione e le velocità di acqua di alimentazione e stabilizza la variazione della pressione del vapore.

Assicurazione della qualità del vapore: il tamburo a vapore è dotato di separatori di acqua a vapore, dispositivi di purificazione del vapore, sistemi di dosaggio e valvole di soffiaggio per garantire la purezza del vapore e proteggere il sistema della caldaia.

Funzionamento sicuro: più strumenti di sicurezza, inclusi gli indicatori del livello dell'acqua, i calibri di pressione, le valvole di soffiaggio di emergenza e le valvole di sicurezza - sono installati per monitorare e salvaguardare il funzionamento della caldaia.

Panoramica del sistema a vapore
1. Il tamburo a vapore si collega con lo scambiatore di calore tramite tubi di riser e downcuer, formando un circuito di circolazione naturale in cui la miscela di acque a vapore aumenta e i ritorni dell'acqua più fredda per gravità. Nei sistemi di circolazione forzati, le pompe per l'acqua di alimentazione mantengono direttamente il livello.
2. Il tamburo include i sistemi di separazione e soffio in acque a vapore integrati per garantire un'alta qualità del vapore.
3. Con una significativa capacità dell'acqua e inerzia termica, il tamburo a vapore aiuta a smorzare le variazioni di pressione durante le variazioni di carico.
4.Strumentazione montata sul tamburo garantisce il monitoraggio e la risposta in tempo reale per la sicurezza delle caldaie.
5. Il drum a vapore funge da nave a bilanciamento della pressione, il flusso di supporto nei circuiti a parete raffreddati ad acqua.

Struttura a vapore
Il tamburo a vapore è costituito da tre componenti interni chiave:
Dispositivi di separazione delle acque a vapore
Attrezzatura di purificazione a vapore
Sistemi di scarico, dosaggio e dosaggio di emergenza

Principi di separazione:
Separazione della gravità basata sulle differenze di densità
Separazione inerziale attraverso il cambiamento direzionale
Separazione centrifuga tramite movimento del vortice
Separazione di adesione in cui i film d'acqua sulle pareti fluiscono verso il basso
I dispositivi includono separatori di cicloni (realizzati in acciaio da 2-3 mm), separatori di tipo deflettore e piastre perforate. I separatori di cicloni utilizzano l'ingresso tangenziale e la forza centrifuga per separare l'acqua e il vapore. La separazione a più stadi garantisce un'elevata purezza del vapore prima che il vapore esca al tamburo.

Funzionamento del drum a vapore
1. La miscela di acqua a vapore entra attraverso i riser e scorre in passaggi anulari formati con piastre del deflettore, consentendo un trasferimento di calore e minimizzando lo stress termico durante l'avvio della caldaia.
2. La separazione dello stadio si verifica nei separatori di cicloni attraverso effetti inerziali.
3.Mecrening umidità viene catturata in piastre di tipo ondata nel secondo stadio, usando l'adesione della parete.
4. La terza fase impiega la separazione della gravità nella sezione purificante del vapore per rimuovere sali e goccioline rimanenti.
5. Il vapore purificato viene instradato dalla parte superiore del tamburo del vapore alla sezione SuperHeater.

Valvole di sicurezza sul tamburo a vapore
Per garantire la sicurezza, i tamburi a vapore con capacità superiori a 0,5 t devono essere dotati di due valvole di sicurezza, fissati a pressioni diverse, a livello per il controllo del vapore surriscaldato e più elevati per la pressione del tamburo. I tappi della valvola di tipo aperto vengono utilizzati per la dissipazione del calore e le leve sono installate per il rilievo manuale in caso di malfunzionamento. Le valvole di sicurezza di tipo soffiato sono preferite per migliorare il bilanciamento della contropressione e prevenire il sollevamento prematuro.

Dispositivi di purificazione a vapore
La pulizia del vapore si basa sull'interazione tra acqua a basso sale e vapore ad alto contenuto di sale, incoraggiando il trasferimento di sale in acqua e riducendo il trasporto meccanico. La scarsa qualità del vapore può provocare:
Ridimensionamento in turbine e scambiatori di calore
Trasferimento di calore ridotto, surriscaldamento del tubo e perdita di efficienza
Malfunzione della valvola e restrizione di flusso nelle turbine
Erosione della lama ed efficienza perdita
Vibrazioni dovute a depositi irregolari
Pertanto, la qualità del vapore è fondamentale per l'affidabilità del sistema.

Sistemi di soffiaggio
I fusti di vapore in genere usano un colpo continuo e intermittente:
Il soffiaggio continuo rimuove l'acqua ad alta concentrazione per controllare i livelli di sale e zolfo. Di solito è impostato 200–300 mm al di sotto del normale livello dell'acqua.
L'intermittente Blowdown rimuove i fanghi e le impurità ogni 8-24 ore per 0,5-1 minuti, a velocità superiore all'1%, per prevenire l'accumulo e la manutenzione della qualità del vapore.

Dosaggio chimico in tamburi a vapore
Sebbene l'acqua di alimentazione sia pretrattata, contiene ancora impurità che si concentrano nel tempo. Il dosaggio chimico-fosfato di sodio tipicamente (Na₃po₄)-viene aggiunto per reagire con sali di calcio e magnesio, formando fanghi non aderenti. Aiuta anche a regolare i livelli di pH entro limiti operativi sicuri.

Blowdown di emergenza
Il tubo di soffiaggio di emergenza non è progettato per svuotare completamente il tamburo a vapore. È usato per ridurre rapidamente il livello dell'acqua durante incidenti come il rifornimento eccessivo o il trasporto in schiuma. Il tubo si apre all'altezza del livello dell'acqua normale e consente di scaricare l'acqua fino a quando non è leggermente al di sotto di questo livello, impedendo alla fuga inutilmente del vapore. Il monitoraggio ravvicinato è essenziale durante l'uso per evitare un'eccessiva perdita di vapore e garantire la sicurezza del surriscaldatore.