Tipuri de cazane de înaltă presiune

Un cazan este un vas în care apa este încălzită sub presiune și vaporizată în abur într-un scop specific. Există mai multe tipuri diferite de cazane, încălzite cu cărbune, combustibil solid, petrol sau gaz. Cazanele variază foarte mult în dimensiuni, de la unități mici, portabile sau asamblate în magazin până la cuptoare mari care ard 6 tone de cărbune pe minut. Cazanele funcționează la presiune pozitivă și toate piesele trebuie să fie suficient de puternice pentru a rezista la presiunea aburului pe care îl generează. Majoritatea cazanelor de înaltă presiune sunt utilizate în scopuri comerciale sau industriale.

Cazanele sunt clasificate și după capacitatea lor de presiune, tipul de proiectare și utilizare. Presiunea maximă de lucru admisibilă sau MAWP este cea mai mare cantitate de presiune pe care vasul (cazanul) este proiectată să o reziste. Această presiune este măsurată în termeni de lire sterline pe inch pătrat sau „psi”, iar presiunea manometrului este exprimată ca „psig”. Focul Național Prevention Association și standardele federale definesc un cazan de abur tip II ca unul care produce abur de înaltă presiune între 16 și 150 psig. Un cazan de abur tip III produce abur între 151 și 350 psig.

În acest tip de cazan, combustibilul este ars în interiorul cuptorului, creând gaz fierbinte care încălzește apa care circulă prin tuburile sale. Apa este transformată în abur care crește pentru a fi captat într-un tambur de abur, unde aburul saturat este extras. Acesta reintră în cuptor printr-un supraîncălzitor, unde devine și mai cald. Când temperatura aburului supraîncălzit este peste punctul de fierbere, acesta devine un gaz uscat, sub presiune, care este utilizat pentru acționarea turbinelor. Majoritatea modelelor de cazane cu tuburi de apă au o capacitate de 4.500 până la 120.000 de kilograme pe oră de abur. Cazanele cu tuburi de apă din centralele termice sunt numite și unități generatoare de abur.

Cazanul Benson este numit generator de abur supercritic și este adesea folosit pentru a produce energie electrică. Funcționează la o presiune atât de mare, mai mare de 3.200 psi, încât fierberea se oprește efectiv și nu există separare apă-abur. Nu există clocote, deoarece temperatura apei este peste presiunea critică la care se pot forma bule. Acest abur funcționează într-o turbină de înaltă presiune, apoi intră în condensatorul generatorului. Termenul „cazan” nu ar trebui utilizat cu acest generator de abur, deoarece fierberea nu are loc cu adevărat.

Acest tip de cazan vaporizează apa și apoi încălzește aburul într-un supraîncălzitor, producând abur la o temperatură mult mai mare. Acest lucru creează o temperatură mai mare de evacuare a gazelor de ardere, cu excepția cazului în care se utilizează un „economizor”. Economizorul încălzește apa de alimentare, care trece printr-un încălzitor de aer de ardere pe calea evacuării gazelor de ardere fierbinți. Acest abur supraîncălzit crește adesea eficiența generală a generării de abur și utilizarea acestuia cu creșteri ale temperaturii de intrare în turbine. Aburul supraîncălzit creează probleme de siguranță, deoarece dacă orice componentă a sistemului cedează și aburul scapă, presiunea ridicată și temperatura pot fi mortale. Temperatura din zona cuptorului cu gaz al cazanului este de obicei cuprinsă între 2.400 și 2.900 de grade Fahrenheit. Unele dintre acestea sunt încălzitoare prin convecție, absorbând căldura dintr-un gaz asemănător unui fluid, în timp ce altele sunt radiante, absorbind căldura radiației.