¿Cuál es la estructura de una caldera?

La estructura general de la caldera consta de dos partes: el cuerpo de la caldera y la maquinaria auxiliar. Los componentes principales de la caldera, como el horno, el tambor de vapor, el quemador, el sobrecalentador de pared de agua, el economizador, el precalentador de aire, el marco y la pared del horno, etc., forman la parte central de la producción de vapor y se denominan cuerpo de la caldera. Las dos partes más importantes del cuerpo de la caldera son el horno y el tambor de vapor. El horno, también llamado cámara de combustión, es el espacio donde se quema el combustible. El horno en el que se coloca combustible sólido en la parrilla y se quema en el lecho de fuego se llama horno de capa, también conocido como horno de lecho de fuego, el horno en el que se pulveriza combustible líquido, gas o sólido molido hasta convertirlo en polvo; cámara de fuego y quemado se llama horno de cámara, también conocido como horno de cámara de fuego, un horno que utiliza aire para elevar las partículas de carbón a un estado de ebullición para la combustión y es adecuado para quemar combustibles inferiores se llama horno de ebullición. como horno de lecho fluidizado; horno circular que utiliza el flujo de aire para hacer girar las partículas de carbón a alta velocidad y realizar fuego intenso. El horno en forma de barril se llama horno ciclónico. La sección transversal del horno es generalmente cuadrada o rectangular. El combustible se quema en el horno para formar llamas y gases de combustión de alta temperatura, por lo que las paredes del horno alrededor del horno están compuestas de materiales resistentes a altas temperaturas y materiales aislantes. Los tubos de pared enfriados por agua a menudo se colocan en la superficie interior de la pared del horno, lo que no solo protege la pared del horno contra quemaduras, sino que también absorbe una gran cantidad de calor radiante de la llama y los gases de combustión de alta temperatura. El diseño del horno debe considerar plenamente las características del combustible utilizado. Toda caldera debe intentar quemar el combustible para el que fue diseñada originalmente. Cuando las características de combustión del combustible son significativamente diferentes, el funcionamiento económico y confiable de la caldera puede verse reducido. El tambor de la caldera es un recipiente cilíndrico que recibe agua de alimentación del economizador, conecta el circuito de circulación y entrega vapor saturado al sobrecalentador en calderas de circulación natural y de circulación forzada múltiple. El cuerpo simplificado del barril de la caldera está hecho de placas de acero gruesas de alta calidad y es una de las partes más pesadas de la caldera.

Las funciones principales del tambor de la caldera son almacenar agua, separar el vapor del agua, eliminar el agua salada y los lodos del agua de la caldera durante el funcionamiento y evitar que el agua de la caldera que contiene altas concentraciones de sal e impurezas entre en el Sobrecalentador y turbina con el vapor. Los dispositivos internos de la caldera incluyen dispositivos de separación y purificación de vapor de agua, tuberías de distribución de agua, dispositivos de dosificación y descarga de aguas residuales, etc. Entre ellos, la función del dispositivo de separación de agua y vapor es separar el vapor saturado y el agua en la pared de refrigeración por agua para minimizar las pequeñas gotas de agua transportadas por el vapor. Las calderas de media y baja presión suelen utilizar deflectores y deflectores de hendidura como elementos de separación aproximada. Las calderas de media presión, además de utilizar una amplia variedad de separadores ciclónicos de vapor y agua para la separación aproximada, también utilizan rejillas, mallas de alambre de acero e incluso separadores de vapor; placas de agua para una mayor separación. Los tubos de la caldera también están equipados con dispositivos de control y protección, como medidores de nivel de agua y válvulas de seguridad. Para evaluar el rendimiento y mejorar el diseño, las calderas suelen someterse a pruebas de equilibrio térmico. El método para calcular la eficiencia térmica de la caldera basándose directamente en la tasa de utilización efectiva de energía se denomina balance positivo, y el método de cálculo inverso de la eficiencia basándose en diversas pérdidas de calor se denomina balance negativo. Al considerar los beneficios reales de una sala de calderas, no sólo debemos fijarnos en la eficiencia térmica de la caldera, sino también en la energía consumida por los equipos auxiliares de la caldera. Calculada según reacciones químicas, la cantidad de aire necesaria para la combustión completa de una unidad de masa o de volumen de combustible se denomina cantidad de aire teórica. Para darle al combustible en el horno más oportunidades de entrar en contacto con el oxígeno y quemarse, la cantidad real de aire que ingresa al horno es siempre mayor que la cantidad de aire teórica. Aunque más aire puede reducir la pérdida de calor por combustión incompleta, la pérdida de calor del escape aumentará y también agravará la corrosión de los óxidos de azufre y la generación de óxidos de nitrógeno. Por lo tanto, se deben hacer esfuerzos para mejorar la tecnología de combustión y esforzarse por minimizar el coeficiente de exceso de aire para lograr una combustión completa en el horno. El polvo (incluidas las cenizas volantes y el negro de carbón), los sulfuros y los óxidos de nitrógeno contenidos en los gases de combustión de las calderas son contaminantes de la atmósfera. Sin purificación, sus indicadores de emisiones pueden alcanzar de varias a decenas de veces las normas de protección ambiental. Las medidas para controlar las emisiones de estas sustancias incluyen el tratamiento previo a la combustión, la mejora de la tecnología de combustión, la eliminación de polvo, la desulfuración, la desnitrificación, etc. Las chimeneas altas sólo pueden reducir la concentración de contaminantes en la atmósfera en el área cercana a la chimenea.

Las fuerzas utilizadas en la eliminación del polvo de los gases de combustión incluyen la gravedad, la fuerza centrífuga, la fuerza de adhesión de inercia, las ondas sonoras, la fuerza electrostática, etc. Para partículas gruesas, generalmente se usa la sedimentación por gravedad y la separación por fuerza de inercia. Cuando la capacidad de procesamiento es grande, a menudo se usa la separación por fuerza centrífuga. La eficiencia de eliminación del polvo del precipitador electrostático y el colector de polvo de bolsa es mayor. Las gotas de agua en los colectores de polvo húmedos y de película de etileno-agua pueden adherirse a las cenizas volantes, tienen una eficiencia de eliminación de polvo muy alta y también pueden absorber contaminantes gaseosos.

Desde la década de 1950, la gente ha estado trabajando duro para desarrollar la utilización integral de las cenizas volantes y convertir el daño en beneficio. Como el uso de cenizas para fabricar materiales de construcción como cemento, ladrillos y agregados de concreto. En la década de 1970, se extrajeron microesferas huecas de las cenizas volantes y se utilizaron como materiales refractarios y de aislamiento térmico.

El desarrollo de calderas en el futuro mejorará aún más la eficiencia térmica de las calderas y las centrales eléctricas; reducirá el costo energético unitario de las calderas y los equipos de las centrales eléctricas; desarrollará la flexibilidad operativa y el nivel de automatización de las unidades de calderas. más variedades de calderas para adaptarse a las necesidades de diferentes combustibles; mejorar la confiabilidad del funcionamiento de las calderas y sus equipos auxiliares;