Architettura dei GENERATORI di VAPORE

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1 Corso di IMPIEGO INDUSTRIALE dell ENERGIA L energia, fonti, trasformazioni i ed usi finali Impianti a vapore I generatori di vapore Impianti turbogas Cicli combinati e cogenerazione Il mercato dell energia 1

2 Corso di IMPIEGO INDUSTRIALE dell ENERGIA L energia, fonti, trasformazioni i ed usi finali Impianti a vapore I generatori di vapore Impianti turbogas Cicli combinati e cogenerazione Il mercato dell energia 2

3 Architettura dei GENERATORI di VAPORE Corpo cilindrico Economizzatore Preriscaldatore Pompa di circolazione 3

4 Corpo cilindrico 4

5 Corpo cilindrico Ingresso vapore 5

6 Corpo cilindrico Ingresso vapore 6

7 Corpo cilindrico Ingresso vapore 7

8 Corpo cilindrico Ai surriscaldatori Ingresso vapore Ricaduta acqua 8

9 Corpo cilindrico Ai surriscaldatori Ingresso vapore Separatore a ciclone Separatori secondari Ricaduta acqua 9

10 Fasci tubieri vaporizzatori Nei moderni generatori di vapore per uso termoelettrico l evaporatore è costituito da una vera e propria parete di tubazioni di acciaio al cromo-molibdeno o austenitico Strati isolanti Tubi tangenti: i tubi si toccano (casing) A pannelli: vengono interposte alette 10

11 Fasci tubieri surriscaldatori Uscita vapore Setto separatore Ingresso vapore 11

12 Fasci tubieri surriscaldatori a piegatura multipla l del tipo orizzontale 12

13 Fasci tubieri surriscaldatori a piegatura multipla del tipo verticale 13

14 Particolare delle alettature delle tubazioni degli economizzatori 14

15 Particolari di preriscaldatori dell aria Tipo Ljungstrom Tipo Rothemhule 15

16 Alimentatore di carbone con griglia mobile Bruciatore circolare per carbone polverizzato 16

17 Polverizzatore a vapore gasolio vapore 17

18 Polverizzatore a vapore gasolio vapore Polverizzatore meccanico con regolazione dell aria secondaria 18

19 Polverizzatore a vapore gasolio vapore Polverizzatore meccanico con regolazione dell aria secondaria Negli impianti i più piccoli si ricorre a polverizzare tramite sola compressione del combustibile; lo spray viene affidato ad una piastrina che conferisce elevata turbolenza al liquido uscente 19

20 IL TIRAGGIO DEL CAMINO p a Per ottenere una buona attività di combustione occorre mantenere una consistente portata d aria in camera di combustione. Per vincere le perdite di carico conseguenti si sfrutta il TIRAGGIO NATURALE del CAMINO p a 20

21 IL TIRAGGIO DEL CAMINO p a 7 Per ottenere una buona attività di combustione occorre mantenere una consistente portata d aria in camera di combustione. Per vincere le perdite di carico conseguenti si sfrutta il TIRAGGIO NATURALE del CAMINO x 3 4 p 2 p bc p a

22 IL TIRAGGIO DEL CAMINO p a 7 Per ottenere una buona attività di combustione occorre mantenere una consistente portata d aria in camera di combustione. Per vincere le perdite di carico conseguenti si sfrutta il TIRAGGIO NATURALE del CAMINO x 3 Perdite di carico 4 p Se il percorso fosse sullo stesso piano si incontrerebbero solo perdite di carico distribuite e concentrate 2 p bc p a

23 IL TIRAGGIO DEL CAMINO p a 7 Per ottenere una buona attività di combustione occorre mantenere una consistente portata d aria in camera di combustione. Per vincere le perdite di carico conseguenti si sfrutta il TIRAGGIO NATURALE del CAMINO x 3 Perdite di carico Variazione di pressione statica 4 p Sopra a queste perdite si debbono aggiungere (algebricamente) quelle dovute alla posizione (in altezza variabile) nella caldaia e nel camino. 2 p bc p a

24 IL TIRAGGIO DEL CAMINO Perdite dell aria esterna p a 7 Per ottenere una buona attività di combustione occorre mantenere una consistente portata d aria in camera di combustione. Per vincere le perdite di carico conseguenti si sfrutta il TIRAGGIO NATURALE del CAMINO x 3 Perdite di carico Variazione di pressione statica 4 p Esternamente la pressione varia solo in funzione della posizione e della densità 2 p bc p a

25 IL TIRAGGIO DEL CAMINO Essendo all ingresso della caldaia la pressione p a di combustione. uguale all uscita del camino, occorre garantire una bassa pressione alla base del camino Ciò si ottiene dalla: p a p bc = ( ρ a ρ g ) g H Pa = (Kg/m 3 ) (N/kg) m Per ottenere una buona attività di combustione occorre mantenere una consistente portata d aria in camera Per vincere le perdite di carico conseguenti si sfrutta il TIRAGGIO NATURALE del CAMINO p a p bc 25

26 IL TIRAGGIO DEL CAMINO Essendo all ingresso della caldaia la pressione p a di combustione. uguale all uscita del camino, occorre garantire una bassa pressione alla base del camino Ciò si ottiene dalla: p a p bc = ( ρ a ρ g ) g H Pa = (Kg/m 3 ) (N/kg) m Dove si vede che il fattore determinante è l altezza del camino H che comunque presenta limiti costruttivi. Per diminuire ρ occorrerebbe alzare la g temperatura con evidenti perdite energetiche Per ottenere una buona attività di combustione occorre mantenere una consistente portata d aria in camera Per vincere le perdite di carico conseguenti si sfrutta il TIRAGGIO NATURALE del CAMINO p a p bc 26

27 IL TIRAGGIO DEL CAMINO Essendo all ingresso della caldaia la pressione p a di combustione. uguale all uscita del camino, occorre garantire una bassa pressione alla base del camino Ciò si ottiene dalla: p a p bc = ( ρ a ρ g ) g H Pa = (Kg/m 3 ) (N/kg) m Dove si vede che il fattore determinante è l altezza del camino H che comunque presenta limiti costruttivi. Per diminuire ρ occorrerebbe alzare la g temperatura con evidenti perdite energetiche Per ottenere una buona attività di combustione occorre mantenere una consistente portata d aria in camera Per vincere le perdite di carico conseguenti si sfrutta il TIRAGGIO NATURALE del CAMINO Si ricorre quindi al tiraggio artificiale : FORZATO INDOTTO (o aspirato) MISTO (o bilanciato) p a p bc 27

28 IL TIRAGGIO DEL CAMINO Al crescere delle dimensioni dell impianto occorre aumentare la pressione della soffiante; una pressione troppo elevata in camera di combustione danneggia le pareti costituite dalle tubazione degli evaporatori già esposti a temperature elevate FORZATO 28

29 IL TIRAGGIO DEL CAMINO Al crescere delle dimensioni dell impianto occorre aumentare la pressione della soffiante; una pressione troppo elevata in camera di combustione danneggia le pareti costituite dalle tubazione degli evaporatori già esposti a temperature elevate In tal caso la camera di combustione risulta in depressione favorendo la tenuta dei gas caldi FORZATO INDOTTO (o aspirato) 29

30 IL TIRAGGIO DEL CAMINO Al crescere delle dimensioni dell impianto occorre aumentare la pressione della soffiante; una pressione troppo elevata in camera di combustione danneggia le pareti costituite dalle tubazione degli evaporatori già esposti a temperature elevate Presenta naturalmente il vantaggio della possibilità di bilanciamento del flusso anche se con complicazioni nel controllo. Per gli attuali generatori di vapore con preriscaldatore è praticamente obbligatorio In tal caso la camera di combustione risulta in depressione favorendo la tenuta dei gas caldi FORZATO INDOTTO (o aspirato) MISTO (o bilanciato) 30

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