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Casa da caldeira - uma estrutura na qual o combustível de trabalho é aquecido (principalmente água) para sistemas de aquecimento, fornecimento de vapor e abastecimento de água quente, localizado em uma sala técnica. Os consumidores são conectados à casa da caldeira com a ajuda de tubulações de vapor e redes de aquecimento. O dispositivo mais importante em uma sala de caldeiras é uma caldeira de vapor e/ou água quente. A caldeira é usada para aquecimento urbano e fornecimento de vapor ou para uso local, se esta caldeira for de uso local (uma casa ou um grupo de casas espaçadas).

Classificação das caldeiras

Por tipo de acomodação:

Embutido (em prédio para outra finalidade, em local especialmente equipado);

Localizado separadamente (em um prédio separado);

Rooftop (no telhado de um edifício em uma instalação especialmente equipada);

Quadro (grande conjunto nodal sem construção);

B execução local (modular)(contêiner, em estrutura transportável, etc.);

Anexado (uma estrutura especialmente equipada anexada a outro edifício).

Por tipo de combustível utilizado:

Combustível líquido (combustível diesel, óleo usado, óleo combustível);

Combustível sólido (lenha, turfa, carvão);

Gás;

Combinado.

De acordo com o tipo de caldeiras utilizadas:

Vapor;

tubo de fogo;

Aquecimento de água;

Misturado.

Por tipo de carga térmica:

Industrial (água quente de processo, vapor industrial);

Aquecimento (ventilação, aquecimento, abastecimento de água quente);

Combinado.

As caldeiras podem operar com diversos combustíveis, como gás natural ou liquefeito, carvão, madeira, óleo combustível, óleo diesel e diversos resíduos de produção. Portanto, em relação a isso, todas as caldeiras são divididas de acordo com o tipo de combustível de trabalho: gás, combustível líquido, combustível sólido e combinado. As caldeiras a gás são um dos tipos mais populares de caldeiras. O gás é um dos tipos de combustível mais ecológicos e baratos. Mas ao instalar este equipamento, pode surgir o único problema de um processo complexo - obter permissão para usar o gás para aquecimento e abastecimento de água quente. As caldeiras a gás também são classificadas e podem ser: embutidas, acopladas, independentes e de teto. A potência térmica da sala da caldeira depende da potência da caldeira (unidade da caldeira), que é selecionada dependendo da área do objeto aquecido: quanto maior o objeto aquecido, mais potente deve ser a caldeira.

Caldeiras a óleo funcionam principalmente com óleo diesel, mas são mais caras que o gás natural. Mas, em casos excepcionais, este tipo de caldeira é preferível ao uso de gás natural. Além do óleo diesel, óleo combustível, petróleo e óleo usado podem ser usados. Nenhuma permissão especial é necessária para instalá-los.

As caldeiras de combustível sólido, por outro lado, funcionam com combustíveis sólidos, como carvão, madeira comprimida e resíduos de madeira. Uma das principais vantagens dessas caldeiras é a total ausência de uso de gás e eletricidade, enquanto se você usar resíduos de madeira, a caldeira se paga muito rapidamente, apesar de seu custo ser muito mais alto do que outras.

A operação de equipamentos combinados é baseada no uso de dois tipos de combustível: um é o principal e o outro é usado como backup ou emergência. Neste caso, devem existir pelo menos duas caldeiras equipadas com queimadores combinados gás-diesel que funcionem tanto a gás como a gasóleo. O gás natural é na maioria das vezes o combustível principal. No caso de interrupção do fornecimento do combustível principal, a sala das caldeiras passa automaticamente a utilizar o de reserva, o que significa que o abastecimento de água quente e aquecimento será fornecido de forma ininterrupta a todos os consumidores.

Cada situação individual e a escolha de um ou outro tipo de caldeira é considerada individualmente, de acordo com a qual a opção mais ideal é selecionada.

Introdução

Informações gerais e o conceito de caldeiras

1 Classificação das caldeiras

Tipos de caldeiras de aquecimento para fornecimento de calor de edifícios

1 caldeiras a gás

2 caldeiras elétricas

3 caldeiras de combustível sólido

Tipos de caldeiras para fornecimento de calor de edifícios

1 caldeiras a gás

2 caldeiras aquatubulares

Conclusão

Bibliografia

Introdução

Vivendo em latitudes temperadas, onde a maior parte do ano é fria, é necessário fornecer calor aos edifícios: edifícios residenciais, escritórios e outras instalações. O fornecimento de calor proporciona uma vida confortável se for um apartamento ou uma casa, trabalho produtivo se for um escritório ou armazém.

Primeiro, vamos descobrir o que significa o termo "Fornecimento de calor". O fornecimento de calor é o fornecimento de sistemas de aquecimento de um edifício com água quente ou vapor. A fonte usual de fornecimento de calor é CHP e caldeiras. Existem dois tipos de fornecimento de calor para edifícios: centralizado e local. Com um abastecimento centralizado, algumas áreas (industriais ou residenciais) são abastecidas. Para o funcionamento eficiente de uma rede de aquecimento centralizada, ela é construída dividindo-a em níveis, o trabalho de cada elemento é realizar uma tarefa. Com cada nível, a tarefa do elemento diminui. Fornecimento de calor local - o fornecimento de calor a uma ou mais casas. As redes de aquecimento urbano têm várias vantagens: redução do consumo de combustível e redução de custos, uso de combustível de baixa qualidade, saneamento melhorado das áreas residenciais. O sistema de aquecimento urbano inclui uma fonte de energia térmica (CHP), uma rede de calor e instalações de consumo de calor. As usinas CHP produzem calor e energia em combinação. Fontes de fornecimento de calor local são fogões, caldeiras, aquecedores de água.

Meu objetivo é conhecer informações gerais e o conceito de caldeiras, que são utilizadas para aquecer edifícios.

1. Informações gerais e conceitos sobre caldeiras

Uma caldeira é um complexo de dispositivos localizados em salas especiais e que servem para converter a energia química do combustível em energia térmica de vapor ou água quente. Os principais elementos da caldeira são a caldeira, o dispositivo de combustão (forno), os dispositivos de alimentação e tiragem.

Uma caldeira é um dispositivo de troca de calor no qual o calor dos produtos de combustão de combustível quente é transferido para a água. Como resultado, nas caldeiras a vapor, a água é convertida em vapor e, nas caldeiras de água quente, é aquecida até a temperatura necessária.

O dispositivo de combustão serve para queimar combustível e converter sua energia química em calor de gases aquecidos.

Os dispositivos de alimentação (bombas, injetores) são projetados para fornecer água à caldeira.

O dispositivo de tiragem é composto por sopradores, um sistema de dutos de gás, exaustores de fumaça e uma chaminé, com a ajuda da qual a quantidade necessária de ar é fornecida ao forno e a movimentação dos produtos da combustão através dos condutos da caldeira, bem como sua remoção na atmosfera. Os produtos da combustão, movendo-se ao longo dos dutos de gás e em contato com a superfície de aquecimento, transferem calor para a água.

Para garantir uma operação mais econômica, as caldeiras modernas possuem elementos auxiliares: um economizador de água e um aquecedor de ar, que servem, respectivamente, para aquecer água e ar; dispositivos para abastecimento de combustível e remoção de cinzas, para limpeza de gases de combustão e água de alimentação; dispositivos de controle térmico e equipamentos de automação que garantem o funcionamento normal e ininterrupto de todas as partes da caldeira.

Dependendo da finalidade para a qual a energia térmica é usada, as caldeiras são divididas em energia, aquecimento e produção e aquecimento.

Caldeiras de energia fornecem vapor para usinas de energia que geram eletricidade e geralmente fazem parte de um complexo de usinas de energia. As caldeiras de aquecimento e produção são construídas em empresas industriais e fornecem energia térmica para sistemas de aquecimento e ventilação, abastecimento de água quente de edifícios e processos de produção tecnológica. As caldeiras de aquecimento destinam-se aos mesmos fins, mas servem edifícios residenciais e públicos. Eles são divididos em separados, interligados, ou seja, adjacentes a outros edifícios, e construídos em edifícios. Recentemente, cada vez mais casas de caldeiras ampliadas e autônomas estão sendo construídas com a expectativa de atender a um grupo de edifícios, um bairro residencial, um microdistrito. Atualmente, a instalação de caldeiras embutidas em edifícios residenciais e públicos é permitida apenas com a devida justificativa e coordenação com as autoridades de supervisão sanitária. Casas de caldeiras de baixa potência (individuais e de pequenos grupos) geralmente consistem em caldeiras, bombas de circulação e reposição e dispositivos de tiragem. Dependendo deste equipamento, as dimensões da sala da caldeira são determinadas principalmente. As caldeiras de média e alta potência - 3,5 MW e superiores - distinguem-se pela complexidade dos equipamentos e pela composição das instalações de serviço e comodidade. As soluções de planejamento de espaço dessas caldeiras devem atender aos requisitos dos Padrões de Projeto Sanitário para Empresas Industriais.

1.1 Classificação das caldeiras

As caldeiras, dependendo da natureza dos consumidores, são divididas em energia, produção e aquecimento e aquecimento. De acordo com o tipo de portador de calor produzido, eles são divididos em vapor (para geração de vapor) e água quente (para geração de água quente).

As usinas de caldeiras de energia produzem vapor para turbinas a vapor em usinas termelétricas. Essas caldeiras são equipadas, via de regra, com caldeiras de grande e média potência, que produzem vapor com parâmetros aumentados.

As caldeiras de aquecimento industrial (geralmente vapor) produzem vapor não apenas para necessidades industriais, mas também para aquecimento, ventilação e abastecimento de água quente.

As caldeiras de aquecimento (principalmente aquecimento de água, mas também podem ser vapor) são projetadas para atender sistemas de aquecimento para instalações industriais e residenciais.

Dependendo da escala de fornecimento de calor, as caldeiras de aquecimento são divididas em local (individual), grupo e distrito.

As caldeiras locais são geralmente equipadas com caldeiras de água quente com aquecimento de água até uma temperatura não superior a 115 ° C ou caldeiras a vapor com pressão operacional de até 70 kPa. Essas caldeiras são projetadas para fornecer calor a um ou mais edifícios.

As caldeiras de grupo fornecem calor a grupos de edifícios, áreas residenciais ou pequenos bairros. Essas caldeiras são equipadas com caldeiras de vapor e água quente, como regra, com maior produção de calor do que caldeiras para caldeiras locais. Essas casas de caldeiras geralmente estão localizadas em edifícios separados especialmente construídos.

As caldeiras de aquecimento urbano são usadas para fornecer calor a grandes áreas residenciais: elas são equipadas com caldeiras de água quente ou vapor relativamente potentes.

2. Tipos de caldeiras de aquecimento

.1 Caldeiras a gás

Se o gás principal estiver conectado ao local, então, na grande maioria dos casos, é ideal aquecer a casa com caldeira a gás, pois você não encontrará combustível mais barato. Existem muitos fabricantes e modelos de caldeiras a gás. Para facilitar a compreensão desta diversidade, dividimos todas as caldeiras a gás em dois grupos: caldeiras de chão e caldeiras de parede. As caldeiras de parede e piso têm design e equipamentos diferentes.

A caldeira de piso é uma coisa tradicional e conservadora que não sofreu grandes mudanças ao longo de muitas décadas. O trocador de calor das caldeiras de piso geralmente é feito de ferro fundido ou aço. Existem opiniões diferentes sobre qual material é melhor. Por um lado, o ferro fundido é menos suscetível à corrosão, um trocador de calor de ferro fundido geralmente é mais espesso, o que pode afetar positivamente sua vida útil. Ao mesmo tempo, o trocador de calor de ferro fundido tem suas desvantagens. É mais frágil e, portanto, há risco de microfissuras durante o transporte, carga e descarga. Além disso, durante a operação de caldeiras de ferro fundido ao usar água dura, devido às características de projeto dos trocadores de calor de ferro fundido e às propriedades do próprio ferro fundido, com o tempo, eles são destruídos como resultado do superaquecimento local. Se falamos de caldeiras de aço, elas são mais leves, não têm muito medo de solavancos durante o transporte. Ao mesmo tempo, se usado incorretamente, o trocador de calor de aço pode corroer. Porém, não é muito difícil criar condições normais de operação para uma caldeira de aço. É importante que a temperatura na caldeira não caia abaixo da temperatura do "ponto de orvalho". Um bom projetista sempre será capaz de criar um sistema que maximize a vida útil da caldeira. Por sua vez, todas as caldeiras a gás de piso podem ser divididas em dois grupos principais: com queimadores atmosféricos e pressurizados (às vezes chamados de substituíveis, ventiladores, articulados). As primeiras são mais simples, baratas e ao mesmo tempo funcionam de forma mais silenciosa. As caldeiras com queimadores pressurizados são mais eficientes e muito mais caras (incluindo o custo do queimador). As caldeiras para trabalhar com queimadores pressurizados têm a possibilidade de instalar queimadores que funcionem a gás ou a combustível líquido. A potência das caldeiras a gás externas com queimador atmosférico, na maioria dos casos, varia de 10 a 80 kW (mas existem empresas que produzem caldeiras mais potentes desse tipo), enquanto os modelos com ar intercambiável

queimadores podem atingir uma potência de vários milhares de kW. Em nossas condições, mais um parâmetro de uma caldeira a gás é muito importante - a dependência de sua automação da eletricidade. Afinal, em nosso país, muitas vezes há casos de problemas com eletricidade - em algum lugar ela é fornecida de forma intermitente e em alguns lugares é completamente ausente. A maioria das caldeiras a gás modernas com queimadores atmosféricos opera independentemente da disponibilidade de energia. Quanto às caldeiras importadas, é claro que não existem tais problemas nos países ocidentais, e muitas vezes surge a pergunta: existem boas caldeiras a gás importadas que operam independentemente da eletricidade? Sim, eles existem. Essa autonomia pode ser alcançada de duas maneiras. A primeira é simplificar ao máximo o sistema de controle da caldeira e, devido à quase total ausência de automação, obter independência da eletricidade (isso também se aplica às caldeiras domésticas). Nesse caso, a caldeira só pode manter a temperatura definida do refrigerante e não será guiada pela temperatura do ar em sua sala. O segundo método, mais avançado, é o uso de um gerador de calor, que gera eletricidade a partir do calor necessário para o funcionamento da automação da caldeira. Essas caldeiras podem ser usadas com termostatos remotos que controlarão a caldeira e manterão a temperatura ambiente definida.

As caldeiras a gás podem ser de estágio único (operar apenas em um nível de potência) e de dois estágios (2 níveis de potência), bem como com modulação (controle suave) de potência, pois a potência total da caldeira requer aproximadamente 15-20% da estação de aquecimento, e 80-85% do tempo é desnecessário, é claro que é mais econômico usar uma caldeira com dois níveis de potência ou modulação de potência. As principais vantagens de uma caldeira de dois estágios são: aumento da vida útil da caldeira, devido à diminuição da frequência de liga / desliga do queimador, operação no 1º estágio com potência reduzida e diminuição do número de queimadores ligados / off economiza gás e, consequentemente, dinheiro.

As caldeiras de parede surgiram há relativamente pouco tempo, mas mesmo neste período de tempo relativamente curto elas conquistaram muitos apoiadores em todo o mundo. Uma das definições mais precisas e amplas desses dispositivos é "mini caldeira". Este termo surgiu não por acaso, pois em uma caixa pequena não há apenas um queimador, um trocador de calor e um dispositivo de controle, mas também, na maioria dos modelos, uma ou duas bombas de circulação, um tanque de expansão, um sistema que garante a segurança operação da caldeira, manômetro, termômetro e muitos outros elementos sem os quais o funcionamento de uma caldeira normal é indispensável. Apesar de os desenvolvimentos técnicos mais avançados no campo do aquecimento terem sido realizados em caldeiras de parede, o custo das "caldeiras de parede" costuma ser 1,5 a 2 vezes menor do que o de suas contrapartes de piso. Outra vantagem significativa é a facilidade de instalação. Freqüentemente, os compradores acreditam que a facilidade de instalação é uma virtude com a qual apenas os instaladores devem se preocupar. Isso não é totalmente verdade, porque o valor que um consumidor real terá que pagar pela instalação de uma caldeira de parede ou pela instalação de uma caldeira, onde caldeira, caldeira, bombas, tanque de expansão e muito mais são instalados separadamente, difere muito significativamente. A compacidade e a capacidade de encaixar uma caldeira de parede em quase qualquer interior é outra vantagem desta classe de caldeiras.

Apesar de os desenvolvimentos técnicos mais avançados no campo do aquecimento terem sido realizados em caldeiras de parede, o custo das "caldeiras de parede" costuma ser 1,5 a 2 vezes menor do que o de suas contrapartes de piso. Outra vantagem significativa é a facilidade de instalação. Freqüentemente, os compradores acreditam que a facilidade de instalação é uma virtude com a qual apenas os instaladores devem se preocupar. Isso não é totalmente verdade, porque o valor que um consumidor real terá que pagar pela instalação de uma caldeira de parede ou pela instalação de uma caldeira, onde caldeira, caldeira, bombas, tanque de expansão e muito mais são instalados separadamente, difere muito significativamente. A compacidade e a capacidade de encaixar uma caldeira de parede em quase qualquer interior é outra vantagem desta classe de caldeiras.

De acordo com o método de remoção dos gases de exaustão, todas as caldeiras a gás podem ser divididas em modelos com tiragem natural (os gases de exaustão são removidos devido à tiragem criada na chaminé) e tiragem forçada (através de um ventilador embutido na caldeira). A maioria das empresas que produzem caldeiras a gás montadas na parede produz modelos com tiragem natural e tiragem forçada. As caldeiras de tiragem natural são bem conhecidas de muitos e a chaminé acima do telhado não surpreende ninguém. As caldeiras com tiragem forçada surgiram recentemente e apresentam muitas vantagens durante a instalação e operação. Conforme mencionado acima, os gases de exaustão dessas caldeiras são removidos por meio de um ventilador embutido nas mesmas. Tais modelos são ideais para ambientes sem chaminé tradicional, pois os produtos da combustão neste caso são descarregados por uma chaminé coaxial especial, para a qual basta fazer apenas um furo na parede. Uma chaminé coaxial também é freqüentemente chamada de "tubo em um cano". Pelo cano interno dessa chaminé, os produtos da combustão são levados para a rua com a ajuda de um ventilador, e o ar entra pelo cano externo. Além disso, essas caldeiras não queimam oxigênio da sala, não requerem uma entrada adicional de ar frio da rua para o prédio para manter o processo de combustão e permitem reduzir o investimento durante a instalação, porque. não há necessidade de fazer uma chaminé tradicional cara, em vez da qual uma chaminé coaxial curta e barata é usada com sucesso. Caldeiras de tiragem forçada também são usadas quando existe uma chaminé tradicional, mas a entrada de ar de combustão da sala é indesejável.

De acordo com o tipo de ignição, as caldeiras a gás de parede podem ser de ignição elétrica ou piezo. As caldeiras com ignição elétrica são mais econômicas, pois não há dispositivo de ignição com chama acesa constantemente. Devido à ausência de pavio que queima constantemente, o uso de caldeiras com ignição elétrica pode reduzir significativamente o consumo de gás, o que é mais importante quando se usa gás liquefeito. A economia de gás liquefeito, neste caso, pode chegar a 100 kg por ano. Existe outra vantagem das caldeiras com ignição elétrica - em caso de falta temporária de energia, a caldeira ligará automaticamente quando a energia for restaurada, e o modelo com ignição piezo deverá ser ligado manualmente.

De acordo com o tipo de queimador, as caldeiras de parede podem ser divididas em dois tipos: com queimador convencional e com queimador modulante. O queimador modulante oferece o modo de operação mais econômico, pois a caldeira ajusta automaticamente sua potência dependendo da demanda de calor. Além disso, o queimador modulante também oferece o máximo conforto no modo AQS, permitindo manter a temperatura da água quente em um nível constante e definido.

A maioria das caldeiras de parede está equipada com dispositivos que garantem sua operação segura. Assim, o sensor de presença de chama desliga o fornecimento de gás quando a chama se apaga, o termostato de bloqueio desliga a caldeira em caso de aumento de emergência da temperatura da água da caldeira, um dispositivo especial desliga a caldeira em caso de falha de energia falha, outro dispositivo bloqueia a caldeira quando o gás é desligado. Há também um dispositivo de desligamento da caldeira quando o volume do refrigerante cai abaixo do normal e um sensor de controle de tiragem.

2.2 Caldeiras elétricas

Existem várias razões principais que limitam a distribuição de caldeiras elétricas: nem todas as áreas têm capacidade para alocar a energia elétrica necessária para aquecer uma casa (por exemplo, uma casa de 200 m² requer cerca de 20 kW), custo muito alto de eletricidade, falta de energia. As vantagens das caldeiras elétricas, de fato, são muitas. Entre eles: preço relativamente baixo, facilidade de instalação, leve e compacto, podem ser pendurados na parede, como resultado - economia de espaço, segurança (sem chama aberta), facilidade de operação, caldeira elétrica não requer sala separada ( sala da caldeira), a caldeira elétrica não requer instalação de chaminé, a caldeira elétrica não requer cuidados especiais, é silenciosa, a caldeira elétrica é amiga do ambiente, não há emissões e odores nocivos. Além disso, nos casos em que há possibilidade de falta de energia, uma caldeira elétrica é frequentemente usada em conjunto com uma caldeira reserva de combustível sólido. A mesma opção também é usada para economizar eletricidade (primeiro, a casa é aquecida com combustível sólido barato e, em seguida, a temperatura é mantida automaticamente por meio de uma caldeira elétrica).

Vale ressaltar que, quando instaladas em grandes cidades com rígidas regulamentações ambientais e problemas de coordenação, as caldeiras elétricas também costumam superar todos os outros tipos de caldeiras (incluindo as a gás). Brevemente sobre o dispositivo e configuração de caldeiras elétricas. Uma caldeira elétrica é um dispositivo bastante simples. Seus principais elementos são um trocador de calor, composto por um tanque com aquecedores elétricos (aquecedores) fixados nele e uma unidade de controle e regulagem. As caldeiras elétricas de algumas empresas são fornecidas já equipadas com bomba de circulação, programador, vaso de expansão, válvula de segurança e filtro. É importante observar que as caldeiras elétricas de baixa potência vêm em duas versões diferentes - monofásica (220 V) e trifásica (380 V).

Caldeiras com potência superior a 12 kW geralmente são produzidas apenas trifásicas. A grande maioria das caldeiras elétricas com potência superior a 6 kW é produzida em multiestágio, o que permite o uso racional da eletricidade e não ligar a caldeira em plena capacidade durante os períodos de transição - primavera e outono. Na utilização de caldeiras elétricas, o mais relevante é o uso racional de energia.

2.3 Caldeiras de combustível sólido

O combustível para caldeiras de combustível sólido pode ser lenha (madeira), carvão marrom ou duro, coque, briquetes de turfa. Existem modelos "onívoros" que podem operar com todos os tipos de combustível acima, e aqueles que operam com alguns deles, mas ao mesmo tempo têm maior eficiência. Uma das principais vantagens da maioria das caldeiras de combustível sólido é que elas podem ser usadas para criar um sistema de aquecimento totalmente autônomo. Portanto, essas caldeiras são mais usadas em áreas onde há problemas com o fornecimento de gás e eletricidade principais. Existem mais dois argumentos a favor das caldeiras de combustível sólido - disponibilidade e baixo custo do combustível. A desvantagem da maioria dos representantes de caldeiras desta classe também é óbvia - eles não podem operar em modo totalmente automático e requerem carregamento regular de combustível.

É importante destacar que existem caldeiras a combustível sólido que combinam a principal vantagem dos modelos que existem há muitos anos - independência da eletricidade e ao mesmo tempo capazes de manter automaticamente a temperatura desejada do refrigerante (água ou anticongelante). A manutenção automática da temperatura é realizada da seguinte forma. A caldeira está equipada com um sensor que monitora a temperatura do refrigerante. Este sensor é conectado mecanicamente ao amortecedor. Se a temperatura do líquido de refrigeração for superior à que definiu, o registo fecha-se automaticamente e o processo de combustão abranda. Quando a temperatura cai, o amortecedor abre ligeiramente. Assim, este dispositivo não requer conexão com a rede elétrica. Como mencionado acima, as caldeiras de combustível sólido mais tradicionais são capazes de trabalhar com carvão marrom e duro, madeira, coque, briquetes.

A proteção contra superaquecimento é fornecida pela presença de um circuito de água de resfriamento. Este sistema pode ser controlado manualmente, ou seja, quando a temperatura do refrigerante aumenta, é necessário abrir a válvula no tubo de saída do refrigerante (a válvula no tubo de entrada está constantemente aberta). Além disso, este sistema também pode ser controlado automaticamente. Para fazer isso, uma válvula redutora de temperatura é instalada no tubo de saída, que se abrirá automaticamente quando o refrigerante atingir a temperatura máxima. Além de qual combustível usar para aquecer sua casa, é muito importante escolher a potência certa da caldeira. A potência é geralmente expressa em kW. Aproximadamente 1 kW de potência é necessário para aquecer 10 metros quadrados. m de uma sala bem isolada com pé direito de até 3 m, deve-se ter em mente que esta fórmula é muito aproximada.

O cálculo final da potência deve ser confiado apenas a profissionais que, além da área (volume), levarão em consideração muitos outros fatores, como material e espessura das paredes, tipo, tamanho, número e localização das janelas, etc. .

As caldeiras com combustão por pirólise de madeira têm um rendimento superior (até 85%) e permitem o controlo automático da potência.

As desvantagens das caldeiras de pirólise, em primeiro lugar, incluem um preço mais alto em comparação com as caldeiras tradicionais de combustível sólido. Aliás, existem caldeiras que funcionam não só com madeira, mas também caldeiras com palha. Ao escolher e instalar uma caldeira de combustível sólido, é muito importante cumprir todos os requisitos para a chaminé (altura e seção interna).

3. Tipos de caldeiras para fornecimento de calor a edifícios

fornecimento de calor de caldeira a gás

Existem dois tipos principais de caldeiras a vapor: tubos de gás e tubos de água. Chamam-se caldeiras gasotubulares todas as caldeiras (fogotubulares, fumo-fogo e fumo-fogo-tubo) em que gases de alta temperatura passam no interior da chama e dos tubos de fogo, cedendo calor à água que envolve as tubagens. Nas caldeiras aquatubulares, a água aquecida flui pelos canos e os gases de combustão lavam os canos por fora. As caldeiras de tubo de gás ficam nas paredes laterais do forno, enquanto as caldeiras de tubo de água são geralmente fixadas na estrutura da caldeira ou do edifício.

3.1 Caldeiras a gás

Na moderna engenharia de energia térmica, o uso de caldeiras a gás é limitado a uma potência térmica de cerca de 360 ​​kW e uma pressão operacional de cerca de 1 MPa.

O fato é que ao projetar um vaso de pressão, que é uma caldeira, a espessura da parede é determinada pelos valores dados de diâmetro, pressão operacional e temperatura.

Quando os parâmetros limites especificados são excedidos, a espessura de parede necessária torna-se inaceitavelmente grande. Além disso, os requisitos de segurança devem ser levados em consideração, pois a explosão de uma grande caldeira a vapor, acompanhada pela liberação instantânea de grandes volumes de vapor, pode levar a uma catástrofe.

Com o estado da arte atual e os requisitos de segurança existentes, as caldeiras a gás podem ser consideradas obsoletas, embora muitos milhares dessas caldeiras com potência térmica de até 700 kW ainda estejam em operação, atendendo a empreendimentos industriais e edifícios residenciais.

3.2 Caldeiras aquatubulares

A caldeira aquatubular foi desenvolvida em resposta às demandas cada vez maiores por maior produção e pressão de vapor. O fato é que quando o vapor e a água de alta pressão estão em um tubo de diâmetro não muito grande, os requisitos de espessura da parede são moderados e facilmente alcançáveis. As caldeiras a vapor de tubo de água são muito mais complexas em design do que as de tubo de gás. No entanto, eles aquecem rapidamente, são praticamente à prova de explosão, ajustam-se facilmente às mudanças de carga, são fáceis de transportar, são facilmente reconfiguráveis ​​em soluções de design e permitem sobrecarga significativa. A desvantagem de uma caldeira aquatubular é que existem muitas unidades e conjuntos em seu projeto, cujas conexões não devem permitir vazamentos em altas pressões e temperaturas. Além disso, as unidades dessa caldeira operando sob pressão são de difícil acesso durante os reparos.

A caldeira aquatubular consiste em feixes de tubos conectados em suas extremidades a um tambor (ou tambores) de diâmetro moderado, sendo todo o sistema montado acima da câmara de combustão e encerrado em um invólucro externo. Os defletores forçam os gases de combustão a passar várias vezes pelos feixes de tubos, garantindo assim uma transferência de calor mais completa. Tambores (de vários modelos) servem como reservatórios de água e vapor; seu diâmetro é escolhido para ser mínimo, a fim de evitar as dificuldades inerentes às caldeiras a gás. As caldeiras aquatubulares são do tipo: horizontal com tambor longitudinal ou transversal, vertical com um ou mais tambores de vapor, radiante, vertical com tambor vertical ou transversal e combinações dessas opções, em alguns casos com circulação forçada.

Conclusão

Assim, em conclusão, podemos dizer que as caldeiras são um elemento importante no fornecimento de calor a um edifício. Ao escolher as estacas, é necessário levar em consideração indicadores técnicos, técnico-econômicos, mecânicos e outros para o melhor tipo de fornecimento de calor do edifício. As caldeiras, dependendo da natureza dos consumidores, são divididas em energia, produção e aquecimento e aquecimento. De acordo com o tipo de portador de calor produzido, eles são divididos em vapor e água quente.

No meu trabalho, são considerados tipos de caldeiras a gás, elétricas, combustíveis sólidos, bem como tipos de estacas, como caldeiras a gás e aquatubulares.

Do exposto, vale destacar os prós e contras de vários tipos de caldeiras.

As vantagens das caldeiras a gás são as seguintes: economia, em comparação com outros tipos de combustível, facilidade de operação (a operação da caldeira é totalmente automatizada), alta potência (uma grande área pode ser aquecida), capacidade de instalar equipamentos na cozinha (se a potência da caldeira for de até 30 kW), tamanho compacto, respeito pelo meio ambiente (poucas substâncias nocivas serão liberadas na atmosfera).

Contras das caldeiras a gás: antes da instalação, deve-se obter permissão do Gazgortekhnadzor, risco de vazamento de gás, certos requisitos para a sala onde a caldeira está instalada, presença de automação que bloqueia o acesso ao gás em caso de vazamento ou falta de ventilação.

As vantagens das caldeiras elétricas: preço baixo, facilidade de instalação, compacidade e peso leve - as caldeiras elétricas podem ser penduradas na parede e economizar espaço útil, segurança (sem chama aberta), facilidade de operação, caldeiras elétricas não requerem uma sala separada (caldeira), não requer instalação de chaminé, não requer cuidados especiais, silenciosa, ecológica - sem emissões e odores nocivos.

Os principais motivos que limitam a distribuição de caldeiras elétricas estão longe de estar em todas as áreas, é possível alocar várias dezenas de quilowatts de eletricidade, o custo bastante alto da eletricidade e as quedas de energia.

Primeiro, vamos destacar as desvantagens das caldeiras de combustível sólido: em primeiro lugar, as caldeiras de aquecimento de combustível sólido usam combustível sólido, que tem uma transferência de calor relativamente baixa. De fato, para aquecer qualitativamente uma casa grande, você terá que gastar muito combustível e tempo. Além disso, o combustível queima rapidamente - em duas a quatro horas. Depois disso, se a casa não estiver aquecida o suficiente, você terá que reacender o fogo. E para isso, primeiro você precisa limpar a fornalha dos carvões e cinzas formados. Só depois disso será possível colocar o combustível e acender o fogo novamente. Tudo isso é feito à mão.

Por outro lado, as caldeiras de combustível sólido apresentam algumas vantagens. Por exemplo, não é exigente quanto ao combustível. De fato, eles podem funcionar efetivamente com todos os tipos de combustíveis sólidos - madeira, turfa, carvão e, em geral, tudo o que pode queimar. Claro, é possível obter esse combustível na maioria das regiões do nosso país rapidamente e não muito caro, o que é um argumento sério a favor das caldeiras de combustível sólido. Além disso, essas caldeiras são totalmente seguras, portanto podem ser instaladas no porão da casa ou não muito longe dela. Ao mesmo tempo, você pode ter certeza de que não ocorrerá uma explosão terrível devido a um vazamento de combustível. Obviamente, não é necessário equipar um local especial para armazenar combustível - enterrar recipientes para armazenar gás ou óleo diesel no solo.

Atualmente, existem dois tipos principais de caldeiras a vapor, a saber: a gasotubular e a aquatubular. As caldeiras a gás tubulares incluem aquelas caldeiras nas quais gases de alta temperatura fluem dentro da chama e dos tubos de fogo, liberando calor para a água que envolve os tubos. As caldeiras aquatubulares se distinguem pelo fato de que a água aquecida flui pelos canos e os canos são lavados por fora com gases.

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Tipos de energia e métodos de sua produção

1. Energia nuclear 2. Química 3. Eletrostática 4. Magnetostática 5. Elástica 6. Térmica 7. Mecânica 8. Elétrica (eletrodinâmica) 9. Eletromagnética (fóton)

A conversão de energia primária em energia secundária, em particular, em energia elétrica, é realizada em estações, que em seus nomes contêm indicações de que tipo de energia primária é convertida em energia elétrica nelas: - em uma usina termelétrica (UTE ) - térmica; - usinas hidrelétricas (UHE) - mecânicas (energia do movimento da água); - estação bombeadora (PSPP) - mecânica (energia de movimento da água previamente abastecida em reservatório artificial); - usina nuclear (NPP) - nuclear (energia de combustível nuclear); - usina de energia das marés (PES) - marés.

usina termelétrica compreende um conjunto de equipamentos nos quais a energia química interna do combustível (sólido, líquido ou gasoso) é convertida em energia térmica da água e do vapor, que é convertida em energia rotacional mecânica, que gera energia elétrica. Usina hidrelétricaé um complexo de estruturas hidráulicas e equipamentos de energia, através do qual a energia dos fluxos de água ou reservatórios localizados em níveis relativamente elevados é convertida em energia elétrica. Usina combinada de calor e energia(CHP) é uma usina termelétrica que produz não apenas energia elétrica, mas também calor fornecido aos consumidores na forma de vapor e água quente para consumo doméstico.

Caldeiras e instalações de caldeiras; classificação da caldeira

Caldeiraé um complexo de dispositivos localizados em salas especiais e que servem para converter a energia química do combustível em energia térmica de vapor ou água quente. Os principais elementos da caldeira são uma caldeira, um dispositivo de combustão (forno), alimentação (para abastecimento de água) e dispositivos de tiragem (ventiladores, sistemas de dutos de gás, exaustores de fumaça e uma chaminé, com a ajuda dos quais a quantidade necessária de o ar é fornecido ao forno e o movimento dos produtos de combustão através da caldeira de dutos de gás, bem como sua remoção para a atmosfera).

Caldeira- um dispositivo de troca de calor no qual o calor dos produtos quentes da combustão do combustível é transferido para a água. Como resultado, nas caldeiras a vapor, a água é convertida em vapor e, nas caldeiras de água quente, é aquecida até a temperatura necessária.

Caldeiras de transferência de calor: água quente(para aquecimento de água sob pressão) e vapor(para produção de vapor). Vapor: - energia geração de vapor utilizado em turbinas a vapor para geração de energia elétrica;

- industrial - vapor para as necessidades tecnológicas.

De acordo com suas características de design, as caldeiras de vapor e água quente são divididas em canos de gás, canos de água.

Caldeiras de água de acordo com o nível de temperatura da água: baixa temperatura(até 115 °С); caldeiras de água quente(até 150°C e acima).

Caldeiras por tipo de combustível utilizado:

- caldeiras a gás;
- caldeiras de combustível líquido (diesel);
- caldeiras bicombustíveis (petróleo-gás)
- caldeiras de combustível sólido, para caldeiras industriais é principalmente carvão.

Caldeira consiste em uma unidade de caldeira e equipamento auxiliar. Unidade de caldeira (boiler) chamado de dispositivo projetado para produzir água quente ou vapor d'água em alta pressão devido ao calor liberado durante a combustão de combustíveis fósseis ou calor fornecido por uma fonte constante (por exemplo, com gases quentes).

Casa de caldeira ligue para o prédio onde estão localizadas as caldeiras e parte do equipamento auxiliar.

A unidade de caldeira é constituída por uma fornalha e uma chaminé convectiva e, em geral, pode incluir um tambor, um festão, um sobreaquecedor, um economizador de água, um aquecedor de ar; tem moldura, forro, isolamento térmico, revestimento metálico.

PARA equipamento auxiliar fábrica de caldeiras inclui máquinas de tiragem, dispositivos para limpeza de superfícies de aquecimento, preparação e fornecimento de combustível, equipamentos para remoção de cinzas e cinzas, coleta de cinzas e outros dispositivos de limpeza de gás, tubulações de combustível, água e vapor, automação, dispositivos e dispositivos de controle e proteção, tratamento de água equipamentos, acessórios, fone de ouvido, chaminé. A composição do equipamento auxiliar é determinada pelo tipo de combustível queimado, o tipo de caldeira e sua potência.

Armadura chamados dispositivos reguladores e de fechamento, válvulas de segurança, manômetros. Fone de ouvido- são escotilhas, bueiros, espias, portões, amortecedores.

As unidades de caldeira são vapor E aquecimento de água. caldeiras de calor residual são denominados dispositivos nos quais, para aquecimento de água ou obtenção de vapor d'água, é utilizado (aproveitado) o calor dos gases de exaustão de fornos, turbinas a gás ou outros produtos de diversas indústrias tecnológicas.

De acordo com a natureza do movimento da água, mistura vapor-água e vapor, as caldeiras a vapor são divididas em caldeiras de tambor. circulação natural múltipla(Fig. 5.1, A), bateria com circulação forçada múltipla(Fig. 5.1, b) e uma vez através(Fig. 5.1, V). Em caldeiras de tambor com circulação natural (Fig. 5.1, A, 5.2) devido à diferença de densidades de fluido nos tubos esquerdos (downcomer) 2 e mistura de água e vapor nos tubos certos (elevação) 4 a água desce e a mistura vapor-água sobe. Os tubos de elevação estão localizados no forno da caldeira e são chamados de tubos de tela. cabeça de condução Ar, Pa, para a implantação da circulação de água nas tubulações é igual a

Onde h- altura do circuito de circulação, m; p in, p cm - densidade, respectivamente, da água e da mistura vapor-água, kg / m 3.

Arroz. 5.1. Esquema de geração de vapor em caldeiras a vapor: A- circulação natural; b- circulação forçada múltipla; V- movimento de fluxo direto; B - tambor; IP - superfícies evaporativas; PE - superaquecedor; VE - economizador de água; D nЕ - consumo de vapor superaquecido; Gn.e - consumo de água de alimentação; PN - bomba de alimentação; TsN - bomba de circulação; NK - coletor inferior; q- fornecimento de calor; OP - tubos de queda; PD - tubos de elevação

Em caldeiras com circulação forçada múltipla (ver fig.

5.1, b) o movimento dos transportadores de calor é realizado por meio de uma bomba de circulação. Em caldeiras de passagem única (ver Fig. 5.1, c) não há tambor e circuito de circulação, a água é bombeada por uma bomba de alimentação através de um economizador de água e superfícies de evaporação conectadas em série.

A relação entre a quantidade de água que passa pelo circuito e a capacidade de vapor do circuito para o mesmo período de tempo é chamada multiplicidade de circulação K p. Para caldeiras com circulação natural K c = 10-60, para caldeiras de passagem única K c = 1.

Arroz. 5.2. Circulação natural da água na caldeira:

1 - tambor da caldeira; 2 - tubos de queda; 3 - coletor inferior; 4 - tubos de elevação; 5 - superfície externa da câmara de combustão

Energia caldeiras são chamadas de instalações projetadas para fornecer vapor a turbinas de usinas termelétricas (Fig. 5.3). Para fornecer vapor de água aos consumidores industriais, bem como para aquecimento de edifícios, em alguns casos, são instaladas caldeiras de produção e aquecimento, respectivamente (Fig. 5.4-5.6).

De acordo com a produtividade, as caldeiras a vapor são divididas em caldeiras de pequena (até 25 t/h), média (de 35-50 a 160-220 t/h) e alta produção de vapor (a partir de 220 t/h).

De acordo com a pressão do vapor d'água gerado, existem caldeiras de baixa (até 1,37 MPa), média (2,35 e 3,9 MPa), alta (9,81 e 13,7 MPa) e supercrítica (25,1 MPa). Em caldeiras de pressão alta e supercrítica, a temperatura do vapor superaquecido é de 540-570 °C.

As caldeiras de água quente caracterizam-se pela sua produção de calor Q, MW (Gcal/h), temperatura e pressão da água superaquecida e tipo de metal (ferro fundido, aço) de que é feita a caldeira (ver item 5.3).