Cazane cu abur: descrierea elementelor componente

Cazane cu abur: descrierea elementelor componente

1.Focarul reprezinta partea de cazan in care se executa arderea combustibilului in scopul producerii caldurii necesara functionarii cazanului. Totodata el este locul in care se face transferul de caldura prin radiatie de la flacara si gazele de ardere, la agentul termic.

Pentru asigurarea conditiilor de ardere optime, focarul trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii de baza:

sa permita folosirea diferitelor tipuri de combustibil, cu aceeasi stare de agregare;

sa asigure o ardere completa cu exces mic de aer;

sa permita indepartarea usoara a cenusei si a zgurei;

sa realizeze conditii corespunzatoare transmiterii caldurii la suprafetele de incalzire;

sa permita inlocuirea usoara a partilor uzate;

sa fie de constructie simpla, cu siguranta mare in exploatare.

Dupa felul in care se face sustinerea combustibilului in timpul arderii, focarele pot fi:

a) cu sustinere in strat (cu gratar), pentru combustibilii solizi care ard in strat sustinut de gratar;

b) cu aprindere prin suspensie, pentru combustibilii solizi sau lichizi pulverizati sau injectati (cu arzatoare).

a) Focarele cu arderea combustibilului in strat (cu gratar) se utilizeaza la cazanele cu productii mici sau mijlocii de abur.

De asemenea gratarul trebuie sa permita deplasarea combustibilului in zona de ardere, sa asigure arderea lui precum si indepartarea cenusii si zgurei. El imparte focarul in doua parti: camera de ardere, deasupra gratarului si cenusarul, dedesubt.

Gratarele pot fi construite din bare sau din placi gaurite, pentru a permite intrarea aerului din cenusar in camera de ardere si caderea cenusei in sens invers. Aerul introdus pe sub barele de gratar se numeste aer primar, care mai are si rolul de a raci barele gratarului.

Dupa modul lor de functionare gratarele pot fi fixe sau mobile.

Gratarele fixe,de tip vechi, implica alimentarea manuala a focarelor cu combustibil, ceea ce are ca efect negativ introducerea de aer fals in spatiul de ardere si implicit cresterea pierderilor de caldura si scaderea randamentului cazanului. Ele pot fi orizontale sau in trepte.

Gratarele mobile asigura o mai buna asezare si ardere a combustibilului. Ele pot fi rulante sau cu impingere

b) Focare pentru arderea combustibilului pulverizat

Focarele cu arzatoare sunt destinate arderii combustibililor solizi si lichizi in stare pulverizata, precum si combustibililor gazosi in amestec cu aerul. Introducerea combustibilului se face direct in camera focarului prin arzatoare sau injectoare. Aprinderea si arderea au loc in camera focarului si trebuie sa fie terminata inaintea parasirii focarului.

Folosirea focarelor pentru combustibil pulverizat prezinta o serie de avantaje:

- se preteaza la deservirea instalatiilor mari;

- prezinta o elasticitate mare in cazul curbelor de sarcini variabile;

- au randament superior;

Dezavantajele folosirii acestui tip de gratare constau in:

- necesitatea prepararii anterioare a combustibilului solid;

- necesitatea existentei unei instalatii pentru captarea cenusii inainte de evacuarea gazelor pe cos.

2.Arzatoarele sunt elemente ale focarelor care asigura alimentarea acestora cu combustibil solid pulverizat si aer in proportie necesara si creeaza conditiile aerodinamice necesare producerii in focar a unei flacari cu caracteristici adecvate instalatiei.

3.Injectoarele servesc pentru introducerea in focarul cazanului a combustibilului lichid (pacura) sub forma pulverizata.

Arderea combustibililor lichizi pulverizati prezinta urmatoarele avantaje:

- procesul are loc cu mare intensitate si cu exces de aer mic;

- in urma arderii nu rezulta zgura sau cenusa;

- transportul si manipularea combustibilului se executa usor, procesul fiind mecanizat.

Pulverizarea combustibilului se poate efectua prin presiune (pulverizare mecanica), prin forta centrifuga si prin energia cinetica a unui jet de fluid (abur sau aer).

4.Supraincalzitorul de abur Asigura incalzirea izobara a aburului in scopul asigurarii unei mai mari stabilitati si a unei temperaturi ridicate. Supraincalzitoarele de abur se amplaseaza in zone superioare ale cazanului, unde temperatura gazelor de ardere este de 700.900^o C. Supaincalzitoarele se prezinta sub forma unui sistem de tevi din otel curbate in forma de serpentina, capetele tevilor fiind racordate la colectoare circulare sau dreptunghiulare.

5.Economizorul (preincalzitorul de apa) Este unul din componentele esentiale ale instalatiei de cazan de abur. El este montat in partea finala a suprafetei de incalzire a cazanului si are rolul de a recupera caldura din gazele arse si in acelasi timp asigura dezaerisirea si purificarea apei inainte de intrarea in cazan.

Temperatura gazelor arse in zona economizorului este de 240.500^o C. Prin preincalzirea apei inainte de intrarea in cazan, economizorul asigura reducerea consumului de combustibil.

De regula, economizoarele se executa din tevi de otel, de tip cu serpentine si camere colectoare. Pentru marirea suprafetei de schimb termic, tevile economizorului sunt prevazute cu aripioare (ca la radiatorul din instalatiile de racire ale automobilelor).

6.Preincalzitorul de aer Are rolul de a preincalzi aerul de ardere in scopul facilitarii aprinderii combustibililor de calitate inferioara, precum si realizarea unui amestec omogen al produselor arderii. Preincalzitorul de aer se utilizeaza atat la arderea combustibilului in strat, cat si a celui pulverizat.

Preincalzirea aerului presupune ridicarea temperaturii lui de la temperatura mediului ambiant T_ext pana la temperatura dorita T_L (150.500^oC), datorita caldurii cedata de gazele arse inainte de iesirea din cazan

7.Armaturile de exploatare au rolul de a asigura controlul si siguranta in functionare precum si de a asigura parametrii necesari pentru agentul de lucru livrat utilizatorului.

a) Armaturile de control servesc pentru inspectarea starii cazanului si pentru verificarea parametrilor functionali. Principalele armaturi de control ale cazanului sunt aparatele de masura, dintre care obligatoriu trebuie sa existe indicatoare de nivel si manometre, montate la nivelul tamburului.

b) Armaturile de siguranta au rolul de a limita presiunea de functionare a cazanului si de a proteja zidaria impotriva socurilor.

c) Armatura de reglaj-automatizare a cazanului are ca scop efectuarea reglajului asupra unui anumit numar de marimi reglabile ale cazanului: debitul de combustibil, debitul de aer, debitul de gaze de ardere evacuate, debitul de apa si temperatura aburului supraancalzit.

8.Tamburul este rezervorul instalatiei. Asigura rezerva de apa calda necesara functionarii continue a instalatiei.