Estrutura e funções do tambor a vapor da caldeira

Estrutura e funções do tambor a vapor da caldeira

Como um componente crítico dos sistemas de caldeira, o Válvula de vedação de pressão desempenha um papel vital na garantia de segurança e operação confiável. Integrada com outras peças que contêm pressão, o tambor de vapor está o cubo central que conecta as três fases-chave da operação da caldeira-teling, evaporação e superaquecimento. A transformação da água de alimentação em vapor superaquecido qualificado requer a conclusão dos três processos. O economizador lida com o aquecimento da água de alimentação em água saturada, o evaporador facilita a mudança de fase para o vapor saturado e o superaquecedor leva o vapor para a condição superaquecida necessária. O tambor de vapor conecta estes estágios: recebe água de alimentação do economizador, forma um loop de circulação com a superfície de aquecimento de evaporação e entrega vapor saturado ao superaquecedor.

Funções do tambor de vapor
Como o nó central entre os processos de aquecimento, evaporação e superaquecimento, o tambor de vapor desempenha várias funções essenciais:

Armazenamento e tamponamento de energia: o tambor de vapor detém um certo volume de água e vapor, atuando como um reservatório de energia. Durante as flutuações de carga, equilibra a incompatibilidade entre as taxas de evaporação e água de alimentação e estabiliza a variação da pressão do vapor.

Garantia da qualidade do vapor: O tambor de vapor está equipado com separadores de água a vapor, dispositivos de purificação a vapor, sistemas de dosagem e válvulas de corte para garantir a pureza do vapor e proteger o sistema de caldeira.

Operação segura: vários instrumentos de segurança - incluindo medidores de nível de água, medidores de pressão, válvulas de derrota de emergência e válvulas de segurança - estão instaladas para monitorar e proteger a operação da caldeira.

Visão geral do sistema de tambor a vapor
1.O tambor de vapor se conecta ao trocador de calor por meio de tubos de riser e downcomer, formando um loop de circulação natural, onde a mistura de água a vapor aumenta e o retorno da água mais fria por gravidade. Nos sistemas de circulação forçada, as bombas de água de alimentação mantêm o nível diretamente.
2.O tambor inclui sistemas de separação e debolamento de água a vapor embutidos para garantir a alta qualidade do vapor.
3. Com capacidade de água significativa e inércia térmica, o tambor de vapor ajuda a amortecer as variações de pressão durante as alterações da carga.
4. Instrução montada no tambor garante o monitoramento e a resposta em tempo real da segurança da caldeira.
5.O tambor a vapor atua como um vaso de balanceamento de pressão, apoiando o fluxo em circuitos de parede resfriados a água.

Estrutura do tambor a vapor
O tambor de vapor consiste em três componentes internos principais:
Dispositivos de separação de água a vapor
Equipamento de purificação a vapor
Sistemas de derramamento, dosagem e drenagem de emergência

Princípios de separação:
Separação da gravidade com base nas diferenças de densidade
Separação inercial através da mudança direcional
Separação centrífuga via movimento do vórtice
Separação de adesão onde filmes de água nas paredes fluem para baixo
Os dispositivos incluem separadores de ciclones (feitos de aço de 2 a 3 mm), separadores do tipo defesa e placas perfuradas. Os separadores de ciclone utilizam entrada tangencial e força centrífuga para separar a água e o vapor. A separação de vários estágios garante a alta pureza do vapor antes que o vapor sai do tambor.

Operação de tambor a vapor
1.A mistura de água a vapor entra através dos risers e flui para passagens anulares formadas com placas de defletor, permitindo transferência de calor uniforme e minimizando a tensão térmica durante a inicialização da caldeira.
2. A separação do primeiro estágio ocorre nos separadores de ciclone através de efeitos inerciais.
3. A umidade que rema é capturada em placas do tipo onda no segundo estágio, usando adesão da parede.
4.O terceiro estágio emprega separação por gravidade na seção de purificação do vapor para remover os sais e gotículas restantes.
5.O vapor purificado é roteado da parte superior do tambor de vapor para a seção do superaquecedor.

Válvulas de segurança no tambor de vapor
Para garantir a segurança, os tambores de vapor com capacidades acima de 0,5 t devem ser equipados com duas válvulas de segurança, definidas em diferentes pressões - mais baixo para controlar o vapor superaquecido e mais alto para a pressão do tambor. As tampas da válvula de tipo aberto são usadas para dissipação de calor e as alavancas são instaladas para alívio manual em caso de mau funcionamento. As válvulas de segurança do tipo fole são preferidas para melhorar o balanceamento da contrapressão e impedir o levantamento prematuro.

Dispositivos de purificação a vapor
A limpeza do vapor é baseada na interação entre água com baixo sal e vapor de alto sal, incentivando a transferência de sal para a água e reduzindo a transferência mecânica. A má qualidade do vapor pode resultar em:
Escamar em turbinas e trocadores de calor
Transferência de calor reduzida, superaquecimento de tubo e perda de eficiência
Funcional de válvula e restrição de fluxo em turbinas
Erosão da lâmina e perda de eficiência
Vibração devido a depósitos desiguais
Portanto, a qualidade do vapor é fundamental para a confiabilidade do sistema.

Sistemas de Blowdown
Tambores de vapor normalmente usam explosões contínuas e intermitentes:
A explosão contínua remove a água de alta concentração para controlar os níveis de sal e enxofre. Geralmente está definido de 200 a 300 mm abaixo do nível normal da água.
O golpe intermitente remove o lodo e as impurezas a cada 8 a 24 horas por 0,5 a 1 minuto, a taxas acima de 1%, para evitar o acúmulo e manter a qualidade do vapor.

Dosagem química em tambores de vapor
Embora a água de alimentação seja pré -tratada, ela ainda contém impurezas que se concentram ao longo do tempo. A dosagem química-fosfato de sódio (Na₃po₄)-é adicionado para reagir com sais de cálcio e magnésio, formando lodo não aderente. Também ajuda a regular os níveis de pH dentro dos limites operacionais seguros.

Explosão de emergência
O tubo de derrota de emergência não foi projetado para esvaziar completamente o tambor de vapor. É usado para reduzir rapidamente o nível da água durante incidentes, como enchimento excessivo ou transferência de espuma. O tubo se abre na altura normal do nível da água e permite que a água seja descarregada até um pouco abaixo desse nível, impedindo o vapor de escapar desnecessariamente. O monitoramento próximo é essencial durante o uso para evitar a perda excessiva de vapor e garantir a segurança do superaquecedor.