maison / Appuis de fenêtre, pentes et reflux/ Manuel de formation pour opérateur de chaufferie gaz. Installations de chaudières

Un manuel de formation pour un opérateur de chaufferie à gaz. Installations de chaudières

Installation de chaudière

La chaufferie est un générateur de chaleur dans lequel l'énergie chimique du combustible est convertie en énergie thermique du fluide de travail, qui utilise de l'eau et de la vapeur. Le fluide de travail, appelé dans ce cas Le liquide de refroidissement est transporté vers les récepteurs de chaleur des consommateurs et, après avoir utilisé le potentiel thermique, est renvoyé à la chaufferie pour répéter le cycle.

Selon le type de liquide de refroidissement produit, les systèmes de chaudières sont divisés en vapeur et eau chaude. Selon leur destination, ils sont divisés en trois types principaux :

– énergie - installations qui produisent de l'énergie thermique pour sa conversion ultérieure en énergie électrique et sont donc incluses dans le complexe des structures énergétiques des centrales électriques.

Ils produisent de la vapeur d'eau surchauffée de paramètres moyens, élevés et supercritiques ;

– production - installations qui produisent de l'énergie thermique pour les besoins technologiques de diverses industries. En règle générale, ils fonctionnent à la vapeur, produisant des matières sèches saturées ou vapeur surchauffée paramètres faibles et moyens;

– chauffage - installations qui produisent de l'énergie thermique pour chauffer les villes. En règle générale, ce sont de l'eau chaude

et sont conçus pour produire de l'eau surchauffée à une température

Il existe souvent des combinaisons d'installations de chaudières industrielles et de chauffage qui produisent simultanément de la vapeur pour les besoins de production et technologiques et de l'eau chaude pour le chauffage et les besoins domestiques.

Les processus de travail d'une chaudière à vapeur peuvent être représentés schématiquement comme deux flux organisés - des gaz et des liquides, se déplaçant à travers le même système d'échange de chaleur et échangeant de l'énergie entre eux à travers les parois métalliques qui les séparent, appelées surfaces chauffantes (Fig. 5.1) .

L'organisation des flux dans les installations de chaudières est très diversifiée et dépend de nombreux facteurs : la destination de la chaufferie et sa productivité, le type de combustible utilisé et le mode de combustion, le type de liquide de refroidissement et les modalités de sa circulation, et est également déterminé par les tâches consistant à assurer l'effet maximal de conversion de l'énergie du combustible en énergie thermique de l'eau.

Conformément au schéma ci-dessus, le groupe chaudière lui-même comprend :

un dispositif de combustion dans lequel du combustible est brûlé et des gaz de combustion se forment - produits de combustion très chauffés ;

une chaudière (récipient métallique) à l'intérieur de laquelle circule le liquide de refroidissement et à travers la surface de laquelle la chaleur est transférée des gaz au liquide de refroidissement ;

un système de conduits de fumée utilisé pour évacuer les gaz de combustion dans l'atmosphère ;

dispositifs pour fournir du combustible et de l'air au four, éliminer les résidus de combustion et les produits de combustion, faire circuler le liquide de refroidissement ;

systèmes de canalisations pour l'eau, la vapeur et l'air, conçus structurellement comme une seule unité avec la chaudière.

Chaudière(Fig. 5.2) - un ensemble d'une ou plusieurs chaudières installées dans une pièce et équipées de dispositifs auxiliaires communs pour la préparation du combustible, l'élimination des scories et des cendres, le traitement de l'eau et l'alimentation des chaudières, l'épuration et l'évacuation des gaz.

Fourniture de combustible concassé

	continu	purge

Vapeur surchauffée		Air


				Vapeur		Unité virtuelle virtuelle
					Mangeoire-
			naya eau

	Air			Lun

						Sortie
					des gaz

Riz. 5.2. Schéma technologique d'une installation de chaudière pour la production de vapeur d'eau : 1 - soute à combustible ; 2 - broyeur pour broyer le carburant ; 3 - brûleur ; 4 - chaudière ; 5 - chambre de combustion ; 6 - dispositif d'élimination des cendres et des scories ; 7 - tuyaux de tamisage ; 8 - surchauffeur à vapeur ; 9 - tambour de chaudière ; 10 - collecteurs de tamis inférieurs ; 11 - économiseur ; 12 - aérotherme ; 13 - boîte d'admission d'air ; 14 - ventilateur; 15 - cendrier ; 16 - dispositif hydraulique de décendrage ; 17 - extracteur de fumée ; 18 - cheminée ; 19 - dégazeur ; WPU - station d'épuration des eaux ; PN - pompe d'alimentation

L'une des tâches principales du fonctionnement sûr des installations de chaudières est l'organisation d'un régime d'eau rationnel, dans lequel le tartre ne se forme pas sur les parois des surfaces chauffantes en évaporation, il n'y a pas de corrosion et la haute qualité de la vapeur générée est assurée. La vapeur générée dans la chaudière revient du consommateur à l'état condensé ; dans ce cas, la quantité de condensat renvoyée est généralement inférieure à la quantité de vapeur générée.

Les pertes de condensat et d'eau lors du soufflage sont compensées en ajoutant de l'eau provenant d'une source quelconque. Cette eau doit être correctement préparée avant d’entrer dans la chaudière. L'eau qui est passée préparation préliminaire, appelé supplémentaire, un mélange de condensats de retour et d'eau d'appoint - nutritif, et l'eau qui circule dans le circuit de la chaudière chaufferie.

Chaudière à vapeur est un appareil doté d'un système de surfaces chauffantes pour produire de la vapeur à partir de l'eau d'alimentation qui lui est fournie en continu en utilisant la chaleur dégagée lors de la combustion d'un combustible organique. Dans les chaudières à vapeur modernes, le combustible est brûlé dans un foyer à chambre, qui est un puits vertical prismatique. La méthode de combustion par torchère est caractérisée par le mouvement continu du carburant avec de l'air et des produits de combustion dans la chambre de combustion.

Le combustible et l'air nécessaire à sa combustion sont introduits dans le four de la chaudière par l'intermédiaire de dispositifs spéciaux - des brûleurs.

Le foyer en partie supérieure est relié par un conduit de gaz horizontal à un ou deux puits verticaux prismatiques, appelés puits convectifs en fonction du principal type d'échange thermique qui s'y produit.

Dans le foyer, le conduit de fumée horizontal et le puits de convection se trouvent des surfaces chauffantes, réalisées sous la forme d'un système de tuyaux dans lesquels se déplace le fluide de travail.

Selon la méthode prédominante de transfert de chaleur sur les surfaces chauffantes, elles peuvent être divisées en les types suivants : rayonnement - la chaleur est transférée principalement par rayonnement ; rayonnement-convection - la chaleur est transférée par rayonnement et convection en quantités à peu près égales ; convective - la chaleur est transférée principalement par convection.

Dans la chambre de combustion, sur tout le périmètre et sur toute la hauteur, se trouvent des systèmes de tuyaux plats - des écrans de combustion, qui sont des surfaces de chauffage par rayonnement.

La surface chauffante dans laquelle l'eau est chauffée jusqu'à la température de saturation est appelée économiseur ; La formation de vapeur se produit dans la surface chauffante formant de la vapeur (évaporation) et sa surchauffe se produit dans le surchauffeur à vapeur. Un système d'éléments de tubes de chaudière dans lequel le

l'eau d'alimentation, le mélange vapeur-eau et la vapeur surchauffée forment son chemin vapeur-eau.

Les économiseurs d'eau sont conçus pour refroidir les produits de combustion et chauffer l'eau d'alimentation avant qu'elle n'entre dans la partie évaporateur de la chaudière. Le préchauffage de l'eau en utilisant la chaleur des fumées augmente considérablement l'efficacité de la chaudière. Selon le matériau utilisé, les économiseurs sont divisés en fonte et en acier, selon le type de surface - en tubes nervurés et lisses, selon le degré de chauffage de l'eau - en non bouillante et bouillante.

Le surchauffeur est une surface d'échange thermique à serpentin destinée à surchauffer la vapeur obtenue dans la partie évaporation de la chaudière. La vapeur se déplace à l’intérieur des tubes, lavée à l’extérieur par les gaz de combustion.

Pour évacuer en permanence la chaleur et assurer le régime de température requis pour le métal des surfaces chauffantes, un mouvement continu du fluide de travail est organisé. Dans ce cas, l'eau dans l'économiseur et la vapeur dans le surchauffeur peuvent passer une ou plusieurs fois.

Dans le premier cas, la chaudière est appelée chaudière à flux direct et dans le second, chaudière à circulation multiple.

Le système vapeur-eau d'une chaudière à passage unique est un système hydraulique dans lequel le fluide de travail se déplace sous la pression créée dans tous les éléments. pompe d'alimentation. DANS chaudières à passage unique il n'y a pas d'identification claire des zones d'économiseur, de génération de vapeur et de surchauffe.

Dans les chaudières à circulation multiple (Fig. 5.2), il existe une boucle fermée formée par un système de tuyaux chauffés et non chauffés, réunis en haut par un tambour et en bas par un collecteur. Le collecteur est un tuyau bouché aux extrémités dans lequel sont soudés des tuyaux grillagés sur toute sa longueur. Le tambour est un récipient horizontal cylindrique contenant des volumes d'eau et de vapeur séparés par une surface appelée miroir d'évaporation. Dans le tambour, la vapeur résultante est séparée et entre dans le surchauffeur.

La vapeur saturée humide produite dans le ballon des chaudières basse et moyenne pression peut emporter avec elle des gouttes d'eau de chaudière contenant des sels dissous. Dans les chaudières à haute et ultra haute pression, la contamination de la vapeur est également causée par un entraînement supplémentaire de sels d'acide silicique et de composés de sodium, qui se dissolvent.

sont créés par paires. Les impuretés emportées par la vapeur se déposent dans le surchauffeur, ce qui est extrêmement indésirable, car cela peut entraîner un grillage des tuyaux du surchauffeur. Par conséquent, avant de quitter le tambour de la chaudière, la vapeur subit une séparation, au cours de laquelle des gouttes d'eau de chaudière sont séparées et restent dans le tambour. La séparation de la vapeur est réalisée dans des dispositifs de séparation spéciaux, dans lesquels sont créées les conditions nécessaires à la séparation naturelle ou mécanique de l'eau et de la vapeur.

La séparation naturelle se produit en raison de la grande différence de densité de l'eau et de la vapeur. Le principe mécanique de séparation inertielle est basé sur la différence des propriétés inertielles des gouttelettes d'eau et de la vapeur avec une forte augmentation de la vitesse et un changement simultané de direction ou de torsion du flux de vapeur humide.

Dans les chaudières avec circulation naturelle L'eau d'alimentation fournie par la pompe est chauffée dans l'économiseur et pénètre dans le tambour. Depuis le tambour, en descendant des tuyaux non chauffés, l'eau pénètre dans les collecteurs à tamis inférieurs, d'où elle est distribuée dans des tuyaux à tamis chauffés, dans lesquels elle bout. La circulation se produit en raison de la différence de densité du mélange vapeur-eau dans les tuyaux de tamis et de l'eau dans les tuyaux d'évacuation.

Dans les chaudières à plusieurs circulation forcée pour améliorer la circulation, il est en outre installé pompe de circulation, qui permet le déplacement du mélange vapeur-eau à travers des tuyaux inclinés et horizontaux.

La température dans le four dans la zone de combustion de la torche atteint 1 400-1 600 °C. Les parois de la chambre de combustion sont en matériau ignifuge, leur partie extérieure est recouverte d'une isolation thermique. Partiellement refroidis dans le foyer, les produits de combustion d'une température de 900-1200 °C pénètrent dans le conduit de gaz horizontal de la chaudière, où ils lavent le surchauffeur, puis se dirigent vers le puits de convection, qui abrite le surchauffeur intermédiaire, l'économiseur d'eau et le dernier le long du flux de gaz - surface de chauffe - un aérotherme dans lequel l'air est chauffé avant d'être amené au four de la chaudière. L'air chaud dirigé vers le four de la chaudière améliore les conditions de combustion du combustible, réduit les pertes de chaleur dues à une combustion incomplète chimique et mécanique du combustible, augmente sa température de combustion, intensifie l'échange thermique, qui augmente finalement Efficacité de l'installation. En moyenne, une diminution de la température des fumées tous les 20 à 25 °C augmente l'efficacité d'environ 1 %.

Les produits de combustion derrière l'aérotherme sont appelés gaz de combustion ; ils ont une température de 110-160 °C. Étant donné qu'une récupération ultérieure de la chaleur n'est pas rentable, les gaz d'échappement sont évacués dans la cheminée à l'aide d'un extracteur de fumée via un cendrier.

Grande importance pour un fonctionnement fiable de la chaudière, elle possède la qualité de l'eau d'alimentation. Malgré le dessalement et la désaération de l'eau (élimination des gaz corrosifs de l'eau À PROPOS 2 et CO 2) dans une usine de traitement d'eau, une certaine quantité de sels dissous et de particules en suspension pénètre en permanence dans la chaudière avec l'eau d'alimentation. Une très petite partie des sels est emportée par la vapeur générée. Dans les chaudières à circulation multiple, la majeure partie des sels et des particules solides est retenue dans la chaudière, c'est pourquoi leur teneur dans l'eau de chaudière augmente progressivement. Lorsque l'eau bout dans une chaudière, les sels tombent de la solution et du tartre se forme sur la surface intérieure des tuyaux grillagés, qui est un mauvais conducteur de chaleur. En conséquence, les écrans ne sont pas suffisamment refroidis par le fluide qui s'y déplace et peuvent s'effondrer sous l'influence de la pression interne. Par conséquent, une partie de l’eau de concentration accrue les sels doivent être retirés de la chaudière. De l'eau d'alimentation avec une concentration plus faible d'impuretés est fournie pour reconstituer la quantité d'eau éliminée. Ce processus de remplacement de l'eau en boucle fermée est appelé soufflage continu . Un soufflage continu s'effectue à partir du tambour de la chaudière.

Dans les chaudières à flux direct, en raison de l'absence de tambour, le soufflage continu est difficile, par conséquent, des exigences accrues sont imposées à la qualité de l'eau d'alimentation de ces chaudières.

Une chaufferie est un système d'ingénierie complexe de haute précision composé d'un grand nombre d'éléments. La chaufferie est étroitement liée à un certain nombre d'autres réseaux d'ingénierie de la maison, de l'entreprise, etc., son fonctionnement stable est donc exigence importante précautions de sécurité. Afin que vous puissiez mieux comprendre ce qu'est ce système, vous devez décrire le fonctionnement de la chaufferie.

Chaufferies à gaz

Le principe de fonctionnement d'une chaufferie à gaz est le suivant : le combustible provenant d'un gazoduc ou d'un gazomètre est amené au brûleur de la chaudière. Cela assure à son tour la combustion du gaz dans la chambre correspondante. Le processus génère de la chaleur qui chauffe le liquide de refroidissement traversant l'échangeur thermique de la chaudière.

Le liquide de refroidissement chaud est dirigé vers le collecteur de distribution, où il est distribué sur les circuits de chauffage disponibles dans l'installation (il peut s'agir de radiateurs de chauffage, de planchers chauffants, Chaudière ECS etc.). Lorsque le liquide de refroidissement parcourt tout le trajet le long des circuits, il se refroidit et est envoyé par la conduite de retour vers la chaudière pour chauffer. Ainsi, un cycle fermé est créé.

Le collecteur de distribution comprend divers équipements qui font circuler le liquide de refroidissement et contrôlent sa température. L'évacuation des produits de combustion est assurée par une cheminée. Le fonctionnement de la chaufferie est contrôlé automatiquement.

Chaufferies diesel

Le principe de fonctionnement des chaufferies diesel est en partie similaire à celui systèmes de gaz. Lorsque la chaudière est allumée, deux dispositifs commencent à fonctionner en même temps : la pressurisation et la pompe à carburant, qui alimente la buse en carburant. Cela crée une pression optimale, définie par le fabricant, qui garantit un approvisionnement uniforme en carburant diesel. La pression dans la buse atteint 10-16 bars.

Ensuite, deux opérations se produisent simultanément : pulvériser du carburant à travers la buse et appliquer une tension aux électrodes d'allumage. L'allumage suit mélange de carburant, la chaufferie commence à fonctionner en mode normal.

Si vous avez besoin d'installer ou de réparer un équipement de chaudière, contactez EnergoStroyTechService LLC.

Introduction

Informations générales et concepts sur les systèmes de chaudières

1 Classification des installations de chaudières

Types de chaudières de chauffage pour chauffer les bâtiments

1 Chaudières à gaz

2 Chaudières électriques

3 chaudières à combustible solide

Types de chaudières pour chauffer les bâtiments

1 Chaudières à tubes de gaz

2 chaudières à tubes d'eau

Conclusion

Bibliographie

Introduction

Vivre dans latitudes tempérées là où la majeure partie de l'année est froide, il est nécessaire d'assurer l'approvisionnement en chaleur des bâtiments : bâtiments résidentiels, bureaux et autres locaux. L'approvisionnement en chaleur est assuré hébergement confortable, s'il s'agit d'un appartement ou d'une maison, travail productif s'il s'agit d'un bureau ou d'un entrepôt.

Voyons d’abord ce que l’on entend par le terme « apport de chaleur ». L'approvisionnement en chaleur est la fourniture des systèmes de chauffage des bâtiments eau chaude ou un ferry. Les sources habituelles d'approvisionnement en chaleur sont les centrales thermiques et les chaufferies. Il existe deux types d'approvisionnement en chaleur des bâtiments : centralisé et local. Avec l'approvisionnement centralisé, des zones individuelles (industrielles ou résidentielles) sont approvisionnées. Pour travail efficace réseau de chauffage centralisé, il est construit en le divisant en niveaux, le travail de chaque élément est d'effectuer une tâche. A chaque niveau, la tâche de l'élément diminue. Approvisionnement local en chaleur - fourniture de chaleur à une ou plusieurs maisons. Réseaux centralisés les équipements de chauffage présentent de nombreux avantages : réduction de la consommation de combustible et réduction des coûts, utilisation de combustibles de mauvaise qualité, amélioration de l'état sanitaire des zones d'habitation. Le système centralisé d'approvisionnement en chaleur comprend une source d'énergie thermique (CHP), un réseau de chaleur et des unités consommatrices de chaleur. Les centrales de cogénération se combinent pour produire de la chaleur et de l'énergie. Les sources d'approvisionnement local en chaleur sont les poêles, les chaudières et les chauffe-eau.

Mon objectif est de me familiariser avec les informations générales et le concept des systèmes de chaudières, quelles chaudières sont utilisées pour fournir de la chaleur aux bâtiments.

1. Informations générales et concepts sur les systèmes de chaudières

Une installation de chaudière est un ensemble d'appareils situés dans locaux spéciaux et servant à convertir l'énergie chimique du combustible en énergie thermique de la vapeur ou de l'eau chaude. Les principaux éléments d'une installation de chaudière sont une chaudière, un appareil de combustion (four), des dispositifs d'alimentation et de tirage.

Une chaudière est un dispositif d'échange de chaleur dans lequel la chaleur des produits chauds de combustion du combustible est transférée à l'eau. En conséquence, l’eau est transformée en vapeur dans les chaudières à vapeur et chauffée à la température requise dans les chaudières à eau chaude.

Le dispositif de combustion est utilisé pour brûler du combustible et convertir son énergie chimique en chaleur de gaz chauffés.

Les dispositifs d'alimentation (pompes, injecteurs) sont conçus pour alimenter la chaudière en eau.

Le dispositif de tirage se compose de ventilateurs soufflants, d'un système de conduits gaz-air, d'extracteurs de fumée et d'une cheminée, qui assurent l'alimentation de la quantité d'air requise au foyer et le mouvement des produits de combustion à travers les conduits de la chaudière, ainsi que leur évacuation. dans l'atmosphère. Les produits de combustion, se déplaçant dans les conduits de fumée et entrant en contact avec la surface chauffante, transfèrent de la chaleur à l'eau.

Pour assurer un fonctionnement plus économique, les systèmes de chaudières modernes disposent d'éléments auxiliaires : un économiseur d'eau et un aérotherme, qui servent respectivement à chauffer l'eau et l'air ; dispositifs d'alimentation en combustible et d'élimination des cendres, pour l'épuration des gaz de combustion et de l'eau d'alimentation ; des dispositifs de contrôle thermique et des équipements d'automatisation qui assurent un fonctionnement normal et ininterrompu de toutes les parties de la chaufferie.

Selon l'usage pour lequel l'énergie thermique est utilisée, les chaufferies sont divisées en énergie, chauffage et industriel et chauffage.

Les chaufferies énergétiques fournissent de la vapeur aux centrales électriques à vapeur qui produisent de l'électricité et sont généralement incluses dans le complexe. centrale électrique. Les chaufferies de chauffage et industrielles sont construites dans des entreprises industrielles et fournissent de l'énergie thermique pour les systèmes de chauffage et de ventilation, l'approvisionnement en eau chaude des bâtiments et processus technologiques production. Les chaufferies de chauffage sont destinées aux mêmes objectifs, mais desservent des bâtiments résidentiels et publics. Ils sont divisés en autoportants, emboîtables, c'est-à-dire adjacent à d’autres bâtiments et intégré à des bâtiments. DANS Dernièrement De plus en plus de chaufferies agrandies et indépendantes sont construites dans l'espoir de desservir un groupe de bâtiments, une zone résidentielle ou un microquartier. L'installation de chaufferies intégrées dans des bâtiments résidentiels et publics n'est actuellement autorisée qu'avec une justification appropriée et un accord avec les autorités d'inspection sanitaire. Les chaufferies de faible puissance (individuelles et en petits groupes) sont généralement constituées de chaudières, de pompes de circulation et d'alimentation et de dispositifs de tirage. En fonction de cet équipement, les dimensions de la chaufferie sont principalement déterminées. Chaufferies moyennes et moyennes haute puissance- 3,5 MW et plus - diffèrent par la complexité de l'équipement et la composition des locaux de service et de service. Les solutions d'aménagement de l'espace de ces chaufferies doivent répondre aux exigences Normes sanitaires conception d'entreprises industrielles.

1.1 Classification des installations de chaudières

Les installations de chaudières, selon la nature des consommateurs, sont divisées en énergie, production et chauffage et chauffage. En fonction du type de liquide de refroidissement produit, ils sont divisés en vapeur (pour produire de la vapeur) et eau chaude (pour produire de l'eau chaude).

Les chaudières électriques produisent de la vapeur pour les turbines à vapeur des centrales thermiques. Ces chaufferies sont généralement équipées de chaudières de haute et moyenne puissance qui produisent de la vapeur avec des paramètres accrus.

Les systèmes de chaudières industrielles (généralement à vapeur) produisent de la vapeur non seulement pour les besoins industriels, mais également pour le chauffage, la ventilation et l'approvisionnement en eau chaude.

Les systèmes de chaudières de chauffage (principalement à eau chaude, mais ils peuvent également être à vapeur) sont conçus pour entretenir les systèmes de chauffage des locaux industriels et résidentiels.

En fonction de l'ampleur de l'approvisionnement en chaleur, les chaufferies de chauffage sont divisées en local (individuel), groupe et district.

Les chaufferies locales sont généralement équipées de chaudières à eau chaude qui chauffent l'eau à une température ne dépassant pas 115°C ou de chaudières à vapeur avec une pression de service allant jusqu'à 70 kPa. De telles chaufferies sont conçues pour fournir de la chaleur à un ou plusieurs bâtiments.

Les systèmes de chaudières collectives fournissent de la chaleur à des groupes de bâtiments, des zones résidentielles ou de petits quartiers. Ces chaufferies sont équipées à la fois de chaudières à vapeur et à eau chaude, qui, en règle générale, ont une capacité de chauffage plus élevée que les chaudières des chaufferies locales. Ces chaufferies sont généralement situées dans des bâtiments séparés spécialement construits.

Les chaufferies de chauffage urbain sont utilisées pour fournir de la chaleur aux grandes zones résidentielles : elles sont équipées de chaudières à eau chaude ou à vapeur relativement puissantes.

2. Types de chaudières de chauffage

.1 Chaudières à gaz

Si le site est alimenté en gaz principal, alors, dans la grande majorité des cas, chauffer la maison en utilisant chaudière à gaz, puisque vous ne trouverez pas de carburant moins cher. Il existe de nombreux fabricants et modèles de chaudières à gaz. Pour mieux comprendre cette diversité, séparons tout chaudières à gaz en deux groupes : les chaudières au sol et les chaudières murales. Les chaudières murales et au sol ont des conceptions et des composants différents.

Une chaudière au sol est un objet traditionnel et conservateur qui n'a pas subi de changements majeurs au cours de plusieurs décennies. L'échangeur de chaleur des chaudières au sol est généralement en fonte ou en acier. Il existe différentes opinions sur le meilleur matériau. D'une part, la fonte est moins sensible à la corrosion : un échangeur de chaleur en fonte est généralement plus épais, ce qui peut avoir un effet positif sur sa durée de vie. Dans le même temps, un échangeur de chaleur en fonte présente également des inconvénients. Il est plus fragile et il existe donc un risque de formation de microfissures lors du transport, du chargement et du déchargement. De plus, lors du fonctionnement de chaudières en fonte lors de l'utilisation d'eau dure, il en résulte caractéristiques de conception les échangeurs de chaleur en fonte et les propriétés de la fonte elle-même sont détruits au fil du temps en raison d'une surchauffe locale. Si nous parlons de chaudières en acier, elles sont plus légères et sont peu sensibles aux chocs pendant le transport. Dans le même temps, s'il est mal utilisé, l'échangeur de chaleur en acier peut se corroder. Mais il n'est pas très difficile de créer des conditions de fonctionnement normales pour une chaudière en acier. Il est important que la température dans la chaudière ne descende pas en dessous de la température du point de rosée. Un bon concepteur sera toujours capable de créer un système qui maximisera la durée de vie de la chaudière. À leur tour, toutes les chaudières à gaz au sol peuvent être divisées en deux groupes principaux : avec brûleurs atmosphériques et avec brûleurs à air pulsé (parfois appelés remplaçables, ventilés, montés). Les premiers sont plus simples, moins chers et en même temps plus silencieux. Les chaudières équipées de brûleurs à air pulsé ont un plus grand rendement et sont sensiblement plus chères (compte tenu du coût du brûleur). Les chaudières fonctionnant avec des brûleurs à air pulsé ont la possibilité d'installer des brûleurs fonctionnant soit au gaz, soit au combustible liquide. La puissance des chaudières à gaz au sol avec brûleur atmosphérique varie dans la plupart des cas de 10 à 80 kW (mais il existe des entreprises produisant des chaudières plus puissantes de ce type), tandis que les modèles avec gonflable remplaçable

les brûleurs peuvent atteindre une puissance de plusieurs milliers de kW. Dans nos conditions, un autre paramètre d'une chaudière à gaz est très important : la dépendance de son automatisation à l'électricité. Après tout, dans notre pays, il y a souvent des cas de problèmes d'électricité - quelque part, elle est fournie par intermittence et, dans certains endroits, elle est complètement absente. La plupart des chaudières à gaz modernes équipées de brûleurs atmosphériques fonctionnent quelle que soit la disponibilité d'électricité. Quant aux chaudières importées, il est clair que des problèmes similaires pays de l'Ouest sont absents, et la question se pose souvent : existe-t-il de bonnes chaudières à gaz importées qui fonctionnent de manière autonome à l'électricité ? Oui, ils existent. Cette autonomie peut être obtenue de deux manières. La première est de simplifier au maximum le système de contrôle de la chaudière et, en raison de l'absence presque totale d'automatisation, d'atteindre l'indépendance vis-à-vis de l'électricité (cela s'applique également aux chaudières domestiques). Dans ce cas, la chaudière ne peut maintenir que la température spécifiée du liquide de refroidissement et ne sera pas guidée par la température de l'air de votre pièce. La deuxième méthode, plus progressive, consiste à utiliser un générateur de chaleur, qui, à partir de la chaleur, génère l'électricité nécessaire au fonctionnement de l'automatisation de la chaudière. Ces chaudières peuvent être utilisées avec des thermostats d'ambiance à distance, qui contrôleront la chaudière et maintiendront la température ambiante que vous avez réglée.

Les chaudières à gaz peuvent être à un étage (fonctionner à un seul niveau de puissance) et à deux étages (2 niveaux de puissance), ainsi qu'avec modulation (contrôle en douceur) de la puissance, puisque la puissance totale de la chaudière nécessite environ 15 à 20 %. saison de chauffage, et 80 à 85 % du temps c'est inutile, alors il est clair qu'il est plus économique d'utiliser une chaudière à deux niveaux de puissance ou à modulation de puissance. Les principaux avantages d'une chaudière à deux allures sont : augmenter la durée de vie de la chaudière en réduisant la fréquence d'allumage/extinction du brûleur, travailler en 1ère allure avec une puissance réduite et réduire le nombre d'allumages/extinctions du brûleur permet d'économiser du gaz. , et, par conséquent, de l’argent.

Les chaudières murales sont apparues relativement récemment, mais même au cours de cette période relativement courte, elles ont gagné de nombreux partisans dans le monde entier. L'une des définitions les plus précises et les plus complètes de ces appareils est « mini chaufferie ». Ce terme n'est pas apparu par hasard, car dans un petit boîtier il y a non seulement un brûleur, un échangeur de chaleur et un dispositif de contrôle, mais aussi, dans la plupart des modèles, une ou deux pompes de circulation, un vase d'expansion, un système qui assure travail sécuritaire chaudière, manomètre, thermomètre, et bien d'autres éléments sans lesquels le fonctionnement d'une chaufferie normale est indispensable. Malgré le fait que les chaudières murales mettent en œuvre les développements techniques les plus avancés dans le domaine du chauffage, le coût des « chaudières murales » est souvent 1,5 à 2 fois inférieur à celui de leurs homologues au sol. Un autre avantage non négligeable est la facilité d’installation. Les acheteurs pensent souvent que la facilité d’installation est un avantage qui ne devrait concerner que les installateurs. Ce n'est pas tout à fait vrai, car le montant qu'un consommateur réel devra payer pour l'installation chaudière murale ou pour l'installation d'une chaufferie, où une chaudière, une chaudière, des pompes, un vase d'expansion et bien plus encore sont installés séparément, diffère très sensiblement. La compacité et la possibilité d'installer une chaudière murale dans presque tous les intérieurs sont un autre avantage de cette classe de chaudières.

Malgré le fait que les chaudières murales mettent en œuvre les développements techniques les plus avancés dans le domaine du chauffage, le coût des « chaudières murales » est souvent 1,5 à 2 fois inférieur à celui de leurs homologues au sol. Un autre avantage non négligeable est la facilité d’installation. Les acheteurs pensent souvent que la facilité d’installation est un avantage qui ne devrait concerner que les installateurs. Ce n'est pas tout à fait vrai, car le montant qu'un consommateur réel devra payer pour l'installation d'une chaudière murale ou pour l'installation d'une chaufferie, où la chaudière, la chaudière, les pompes, le vase d'expansion et bien plus encore sont installés séparément, diffère très significativement. La compacité et la possibilité d'installer une chaudière murale dans presque tous les intérieurs sont un autre avantage de cette classe de chaudières.

Selon la méthode d'évacuation des gaz d'échappement, toutes les chaudières à gaz peuvent être divisées en modèles à tirage naturel (l'évacuation des gaz d'échappement se produit grâce au tirage créé dans la cheminée) et à tirage forcé (à l'aide d'un ventilateur intégré à la chaudière). La plupart des entreprises produisant des chaudières murales à gaz produisent des modèles à tirage naturel et à tirage forcé. Les chaudières à tirage naturel sont bien connues de beaucoup et une cheminée au-dessus du toit ne surprend personne. Les chaudières à tirage forcé sont apparues assez récemment et présentent de nombreux avantages lors de l'installation et du fonctionnement. Comme mentionné ci-dessus, les gaz d'échappement sont évacués de ces chaudières à l'aide d'un ventilateur intégré. De tels modèles sont idéaux pour les pièces sans cheminée traditionnelle, car dans ce cas, les produits de combustion sont évacués par une cheminée coaxiale spéciale, pour laquelle il suffit de faire uniquement un trou dans le mur. Une cheminée coaxiale est aussi souvent appelée « tuyau dans un tuyau ». Par le tuyau intérieur d'une telle cheminée, les produits de combustion sont évacués vers la rue à l'aide d'un ventilateur et l'air pénètre par le tuyau extérieur. De plus, ces chaudières ne brûlent pas l'oxygène de la pièce, ne nécessitent pas de flux supplémentaire d'air froid dans le bâtiment depuis la rue pour soutenir le processus de combustion et réduisent les investissements lors de l'installation, car il n'est pas nécessaire de fabriquer une cheminée traditionnelle coûteuse, à la place de laquelle une cheminée coaxiale courte et peu coûteuse peut être utilisée avec succès. Les chaudières à tirage forcé sont également utilisées dans les cas où il y a une cheminée traditionnelle, mais il n'est pas souhaitable de prélever l'air de combustion de la pièce.

Selon le type d'allumage, les chaudières murales à gaz peuvent être à allumage électrique ou piézo. Les chaudières à allumage électrique sont plus économiques, car il n'y a pas d'allumeur avec une flamme allumée en permanence. En raison de l'absence de mèche brûlante en permanence, l'utilisation de chaudières à allumage électrique peut réduire considérablement la consommation de gaz, ce qui est le plus important lors de l'utilisation gaz liquéfié. Les économies de gaz liquéfié peuvent atteindre 100 kg par an. Les chaudières à allumage électrique présentent un autre avantage : en cas de panne de courant temporaire, la chaudière s'allumera automatiquement lorsque l'alimentation électrique sera rétablie, tandis qu'un modèle avec allumage piézo devra être allumé manuellement.

Selon le type de brûleur, chaudières murales peut être divisé en deux types : avec un brûleur ordinaire et avec un brûleur modulant. Le brûleur modulant offre le mode de fonctionnement le plus économique, puisque la chaudière ajuste automatiquement sa puissance en fonction de la demande de chaleur. De plus, le brûleur modulant offre un confort maximal en mode ECS, permettant de maintenir la température de l'eau chaude à un niveau constant et spécifié.

La plupart des chaudières murales sont équipées de dispositifs garantissant leur fonctionnement en toute sécurité. Ainsi, un capteur de présence de flamme coupe l'alimentation en gaz lorsque la flamme s'éteint, un thermostat de blocage éteint la chaudière lorsque la température de l'eau de chaudière augmente de manière inattendue, un dispositif spécial éteint la chaudière en cas de coupure de courant, un autre dispositif bloque la chaudière lorsque le gaz est coupé. Il existe également un dispositif permettant d'arrêter la chaudière lorsque le volume du liquide de refroidissement descend en dessous de la normale et un capteur de contrôle de tirage.

2.2 Chaudières électriques

Il existe plusieurs raisons principales limitant la diffusion des chaudières électriques : toutes les zones n'ont pas la possibilité d'allouer la puissance électrique nécessaire au chauffage d'une maison (par exemple, une maison d'une superficie de 200 m² nécessite environ 20 kW), le coût très élevé de l’électricité et les coupures de courant. Les chaudières électriques présentent réellement de nombreux avantages. Parmi eux : prix relativement bas, facilité d'installation, légers et compacts, ils peuvent être accrochés au mur, du coup - gain de place, sécurité (pas de flamme nue), facilité d'utilisation, ne nécessite pas de chaudière électrique chambre séparée(chaufferie), la chaudière électrique ne nécessite pas l'installation de cheminée, la chaudière électrique ne nécessite pas d'entretien particulier, elles sont silencieuses, la chaudière électrique est respectueuse de l'environnement, il n'y a pas d'émissions nocives ni d'odeurs étrangères. De plus, dans les cas où des pannes de courant sont possibles, une chaudière électrique est souvent utilisée en conjonction avec une chaudière de secours à combustible solide. La même option est également utilisée pour économiser de l'énergie (la maison est d'abord chauffée avec un combustible solide bon marché, puis la température est automatiquement maintenue à l'aide d'une chaudière électrique).

Il convient de noter que lorsqu'il est installé dans grandes villes Avec des réglementations environnementales strictes et des problèmes d’homologation, les chaudières électriques surpassent souvent tous les autres types de chaudières (y compris le gaz). En bref sur la conception et la configuration des chaudières électriques. Une chaudière électrique est un appareil assez simple. Ses principaux éléments sont un échangeur de chaleur, composé d'un réservoir dans lequel sont montés des radiateurs électriques (éléments chauffants) et d'une unité de contrôle et de régulation. Les chaudières électriques de certaines entreprises sont fournies déjà équipées d'une pompe de circulation, d'un programmateur, vase d'expansion, soupape de sécurité et filtrer. Il est important de noter que les chaudières électriques de faible puissance existent en deux versions différentes : monophasée (220 V) et triphasée (380 V).

Les chaudières d'une puissance supérieure à 12 kW sont généralement produites uniquement en triphasé. La grande majorité des chaudières électriques d'une puissance supérieure à 6 kW sont produites en versions multi-étages, ce qui permet d'utiliser rationnellement l'électricité et de ne pas allumer la chaudière à pleine puissance pendant les périodes de transition - au printemps et en automne. Lors de l'utilisation de chaudières électriques, il est particulièrement important utilisation rationnelle porteur d'énergie.

2.3 Chaudières à combustible solide

Le combustible des chaudières à combustible solide peut être du bois de chauffage (bois), brun ou charbon, briquettes de tourbe de coke. Il existe à la fois des modèles « omnivores » qui peuvent fonctionner avec tous les types de carburants ci-dessus, et d'autres qui fonctionnent avec certains d'entre eux, mais qui ont une plus grande efficacité. L'un des principaux avantages de la plupart des chaudières à combustible solide est qu'avec leur aide, vous pouvez créer un environnement complètement système autonome chauffage. Par conséquent, ces chaudières sont plus souvent utilisées dans les zones où il y a des problèmes d'approvisionnement. gaz principal et l'électricité. Il existe deux autres arguments en faveur des chaudières à combustible solide : la disponibilité et le faible coût du combustible. L'inconvénient de la plupart des représentants des chaudières de cette classe est également évident : ils ne peuvent pas fonctionner en mode entièrement automatique et nécessitent un chargement régulier de combustible.

Il est à noter qu'il existe chaudières à combustible solide, combinant le principal avantage des modèles qui existent depuis de nombreuses années - l'indépendance vis-à-vis de l'électricité et en même temps la possibilité de maintenir automatiquement une température donnée du liquide de refroidissement (eau ou antigel). Le maintien automatique de la température s'effectue comme suit. La chaudière est équipée d'un capteur qui surveille la température du liquide de refroidissement. Ce capteur est relié mécaniquement au registre. Si la température du liquide de refroidissement devient supérieure à celle que vous avez réglée, le registre se ferme automatiquement et le processus de combustion ralentit. Lorsque la température baisse, le registre s'ouvre légèrement. Ainsi, cet appareil ne nécessite pas de connexion à un réseau électrique. Comme mentionné ci-dessus, la plupart des chaudières à combustible solide traditionnelles peuvent fonctionner avec de la houille, du bois, du coke et des briquettes.

La protection contre la surchauffe est assurée par la présence d'un circuit d'eau de refroidissement. Ce système peut être contrôlé manuellement, c'est-à-dire lorsque la température du liquide de refroidissement augmente, il est nécessaire d'ouvrir la vanne sur le tuyau de sortie du liquide de refroidissement (la vanne sur le tuyau d'entrée est constamment ouverte). De plus, ce système peut également être contrôlé automatiquement. Pour ce faire, un réducteur de température est installé sur le tuyau de sortie, qui s'ouvrira automatiquement lorsque le liquide de refroidissement atteint Température maximale. De plus, quel combustible utiliser pour chauffer votre maison, il est très important de sélectionner correctement la puissance de chaudière requise. Généralement, la puissance est exprimée en kW. Environ 1 kW de puissance est nécessaire pour chauffer 10 mètres carrés. m d'une pièce bien isolée avec une hauteur sous plafond allant jusqu'à 3 m. Il faut garder à l'esprit que cette formule est très approximative.

Le calcul final de la puissance ne doit être confié qu'à des professionnels qui, en plus de la superficie (volume), prendront en compte de nombreux autres facteurs, notamment le matériau et l'épaisseur des murs, le type, la taille, le nombre et l'emplacement des fenêtres, etc.

Les chaudières à combustion de bois par pyrolyse ont un plus grand rendement (jusqu'à 85%) et permettent un contrôle automatique de la puissance.

Les inconvénients des chaudières à pyrolyse incluent tout d'abord un prix plus élevé par rapport aux chaudières à combustible solide traditionnelles. À propos, il existe des chaudières qui fonctionnent non seulement au bois, mais aussi des chaudières à paille. Lors de la sélection et de l'installation chaudière à combustible solide il est très important de respecter toutes les exigences relatives à la cheminée (sa hauteur et sa section interne).

3. Types de chaudières pour chauffer les bâtiments

fourniture de chauffage par chaudière à gaz

Il existe deux principaux types de chaudières à vapeur : à tube de gaz et à tube d'eau. Toutes les chaudières (tube à fumée, tube à fumée et tube à fumée) dans lesquelles des gaz à haute température passent à l'intérieur des tubes à feu et à fumée, dégageant de la chaleur à l'eau entourant les tuyaux, sont appelées tube à gaz. Dans les chaudières à tubes d'eau, l'eau chauffée circule dans les tuyaux et les gaz de combustion nettoient l'extérieur des tuyaux. Les chaudières à tubes de gaz reposent sur les parois latérales du foyer, tandis que les chaudières à tubes d'eau sont généralement fixées à la charpente de la chaudière ou du bâtiment.

3.1 Chaudières à tubes de gaz

Dans l'ingénierie thermique moderne, l'utilisation de chaudières à tubes de gaz est limitée à une puissance thermique d'environ 360 kW et une pression de fonctionnement d'environ 1 MPa.

Le fait est que lors de la conception d'un récipient à haute pression, tel qu'une chaudière, l'épaisseur de paroi est déterminée par les valeurs données de diamètre, de pression de fonctionnement et de température.

Si les paramètres limites spécifiés sont dépassés, l'épaisseur de paroi requise s'avère inacceptable. De plus, il est nécessaire de prendre en compte les exigences de sécurité, car l'explosion d'une grande chaudière à vapeur, accompagnée du dégagement instantané de gros volumes de vapeur, peut conduire à une catastrophe.

Compte tenu du niveau actuel de technologie et des exigences de sécurité existantes, les chaudières à tubes de gaz peuvent être considérées comme obsolètes, bien que plusieurs milliers de chaudières de ce type d'une puissance thermique allant jusqu'à 700 kW soient toujours en service, desservant des entreprises industrielles et des bâtiments résidentiels.

3.2 Chaudières à tubes d'eau

La chaudière à tubes d'eau a été développée en réponse aux demandes toujours croissantes d'augmentation du débit et de la pression de vapeur. Le fait est que lorsque la vapeur et l'eau hypertension artérielle sont situés dans une canalisation de petit diamètre, les exigences d'épaisseur de paroi s'avèrent modérées et facilement satisfaites. Tuyau d'eau chaudières à vapeur La conception est beaucoup plus complexe que celle des conduites de gaz. Cependant, ils chauffent rapidement, sont pratiquement antidéflagrants, s'ajustent facilement aux changements de charge, sont faciles à transporter et sont facilement reconfigurables pour solutions de conception et permettre une surcharge importante. L'inconvénient d'une chaudière à tubes d'eau est que sa conception contient de nombreuses unités et composants dont les connexions ne doivent pas permettre de fuites pendant hautes pressions et les températures. De plus, les unités d'une telle chaudière fonctionnant sous pression sont difficilement accessibles lors des réparations.

Une chaudière à tubes d'eau est constituée de faisceaux de tuyaux reliés à leurs extrémités à un ou plusieurs tambours de diamètre modéré, l'ensemble du système étant monté au-dessus. chambre de combustion et est enfermé dans un boîtier extérieur. Les chicanes de guidage forcent les gaz de combustion à traverser plusieurs fois les faisceaux de tubes, ce qui permet un transfert de chaleur plus complet. Des tambours (de différentes conceptions) servent de réservoirs d'eau et de vapeur ; leur diamètre est choisi minimal afin d'éviter les difficultés caractéristiques des chaudières à tubes de gaz. Les chaudières à tubes d'eau sont des types suivants : horizontales avec un tambour longitudinal ou transversal, verticales avec un ou plusieurs ballons de vapeur, à rayonnement, verticales avec un tambour vertical ou transversal, et des combinaisons de ces options, dans certains cas avec circulation forcée.

Conclusion

Donc, en conclusion, on peut dire que les chaudières sont élément important dans l'alimentation en chauffage du bâtiment. Lors du choix des enjeux, il est nécessaire de prendre en compte des indicateurs techniques, technico-économiques, mécaniques et autres pour meilleure vue fourniture de chauffage du bâtiment. Les installations de chaudières, selon la nature des consommateurs, sont divisées en énergie, production et chauffage et chauffage. En fonction du type de liquide de refroidissement produit, ils sont divisés en vapeur et eau chaude.

Mon travail couvre le gaz, l'électricité, types de combustibles solides chaudières, ainsi que les types de chaudières, telles que les chaudières à tubes de gaz et à tubes d'eau.

De ce qui précède, il convient de souligner les avantages et les inconvénients divers types chaudières

Les avantages des chaudières à gaz sont : l'efficacité par rapport aux autres types de combustible, la facilité d'utilisation (le fonctionnement de la chaudière est entièrement automatisé), la puissance élevée (vous pouvez chauffer une grande surface), la possibilité d'installer des équipements dans la cuisine (si le la puissance de la chaudière peut atteindre 30 kW), dimensions compactes, respect de l'environnement (peu d'émissions dans l'atmosphère produits dangereux).

Inconvénients des chaudières à gaz : avant l'installation, il faut obtenir l'autorisation de Gazgortekhnadzor, le danger de fuite de gaz, certaines exigences pour la pièce où est installée la chaudière, la présence d'un automatisme qui bloque l'accès au gaz en cas de fuite ou de manque de ventilation.

Avantages des chaudières électriques : petit prix, facilité d'installation, compacité et légèreté - les chaudières électriques peuvent être accrochées au mur et permettent de gagner de la place utilisable, sécurité (pas de flamme nue), facilité d'utilisation, les chaudières électriques ne nécessitent pas de pièce séparée ( chaufferie), ne nécessitent pas l'installation d'une cheminée, ne nécessitent pas de soins particuliers, sont silencieux, respectueux de l'environnement - il n'y a pas d'émissions nocives ni d'odeurs étrangères.

Les principales raisons limitant la diffusion des chaudières électriques ne se trouvent pas dans tous les domaines, il est possible d'allouer plusieurs dizaines de kilowatts d'électricité, le coût assez élevé de l'électricité et les coupures de courant.

Soulignons tout d'abord les inconvénients des chaudières à combustible solide : tout d'abord, les chaudières à combustible solide utilisent du combustible solide, qui a un transfert de chaleur relativement faible. En effet, pour bien chauffer une grande maison, il faudra dépenser beaucoup de combustible et de temps. De plus, le carburant s'épuisera assez rapidement - en deux à quatre heures. Après cela, si la maison n’est pas suffisamment chauffée, vous devrez rallumer le feu. De plus, pour ce faire, vous devrez d'abord nettoyer le foyer des charbons et des cendres formés. Ce n’est qu’après cela qu’il sera possible d’ajouter du carburant et de raviver le feu. Tout cela est fait à la main.

D’un autre côté, les chaudières à combustible solide présentent également certains avantages. Par exemple, pas pointilleux sur le carburant. En effet, ils peuvent fonctionner efficacement sur tous les types de combustibles solides – bois, tourbe, charbon et, en général, tout ce qui peut brûler. Bien entendu, un tel combustible peut être obtenu rapidement et à moindre coût dans la plupart des régions de notre pays, ce qui constitue un argument sérieux en faveur des chaudières à combustible solide. De plus, ces chaudières sont totalement sûres, elles peuvent donc être installées soit au sous-sol de la maison, soit juste à proximité. Dans le même temps, vous pouvez être sûr qu'une terrible explosion ne se produira pas en raison d'une fuite de carburant. Bien entendu, vous n’avez pas besoin d’aménager un endroit spécial pour le stockage du carburant : enterrez les réservoirs de stockage d’essence ou de diesel dans le sol.

Actuellement, il existe deux principaux types de chaudières à vapeur, à savoir les chaudières à gaz et les chaudières à tubes d'eau. Les chaudières à tubes de gaz comprennent les chaudières dans lesquelles des gaz à haute température circulent à l'intérieur de tubes de flammes et de fumées, dégageant ainsi de la chaleur à l'eau qui entoure les tuyaux. Les chaudières à tubes d'eau se distinguent par le fait que l'eau chauffée circule dans les tuyaux et que l'extérieur des tuyaux est lavé avec des gaz.

Bibliographie

1.Boyko E.A., Shpikov A.A., Installations de chaudières et générateurs de vapeur (caractéristiques structurelles des chaudières électriques) - Krasnoïarsk, 2003.

.Brioukhanov O.N. Chaudières gazéifiées. Cahier de texte. INFRA-M. - 2007.

.GOST 23172-78. Kotlystationnaire. Termes et définitions. - Définition des chaudières « pour produire de la vapeur ou chauffer de l'eau sous pression ».

.Dvoinishnikov V.A. et autres. Conception et calcul de chaudières et d'installations de chaudières : Manuel pour les écoles techniques spécialisées en « Ingénierie des chaudières » / V.A. Dvoinishnikov, L.V. Deev, M.A. Izioumov. - M. : Génie Mécanique, 1988.

.Levin I.M., Botkachik I.A., Aspirateurs de fumée et ventilateurs de centrales électriques puissantes, M. - L., 1962.

.Maksimov V.M., Chaudières à grande capacité de vapeur, M., 1961.

.Tikhomirov K.V. Sergeenko E. S. "Génie de chauffage, fourniture et ventilation de chaleur et de gaz". Cahier de texte pour les universités. 4e éd., révisée. et supplémentaire - M. : Stroyizdat, 1991

.L'Encyclopédie « Autour du monde » est une encyclopédie scientifique populaire en ligne.

Tutorat

Besoin d'aide pour étudier un sujet ?

Nos spécialistes vous conseilleront ou fourniront des services de tutorat sur des sujets qui vous intéressent.
Soumettez votre candidature en indiquant le sujet dès maintenant pour connaître la possibilité d'obtenir une consultation.

Une chaufferie (chaufferie) est une structure dans laquelle le fluide de travail (liquide de refroidissement) (généralement de l'eau) est chauffé pour un système de chauffage ou d'alimentation en vapeur, situé dans un Salle technique. Les chaufferies sont reliées aux consommateurs par des conduites de chauffage et/ou des conduites de vapeur. L’appareil principal d’une chaufferie est une chaudière à vapeur, à tube de fumée et/ou à eau chaude. Les chaufferies sont utilisées pour l'approvisionnement centralisé en chaleur et en vapeur ou pour l'approvisionnement local en chaleur des bâtiments.

Une chaufferie est un ensemble de dispositifs situés dans des pièces spéciales et utilisés pour convertir l'énergie chimique du combustible en énergie thermique de la vapeur ou de l'eau chaude. Ses principaux éléments sont une chaudière, un appareil de combustion (four), des dispositifs d'alimentation et de tirage. En général, une installation de chaudière est une combinaison de chaudière(s) et d'équipements, comprenant les dispositifs suivants : alimentation en combustible et combustion ; purification, préparation chimique et désaération de l'eau; échangeurs de chaleur à usages divers; pompes à eau de source (brute), réseau ou circulation - pour faire circuler l'eau dans le système de chauffage, appoint - pour remplacer l'eau consommée par le consommateur et les fuites dans les réseaux, pompes d'alimentation pour l'alimentation en eau des chaudières à vapeur, recirculation (mélange) ; réservoirs de nutriments, réservoirs de condensation, réservoirs de stockage d'eau chaude ; ventilateurs soufflants et conduits d'air ; extracteurs de fumée, chemin de gaz et cheminée ; appareils de ventilation; systèmes de régulation automatique et de sécurité de la combustion du carburant ; écran thermique ou panneau de commande.

Le dispositif de combustion est utilisé pour brûler du combustible et convertir son énergie chimique en chaleur de gaz chauffés.

Les dispositifs d'alimentation (pompes, injecteurs) sont conçus pour alimenter la chaudière en eau.

En fonction de l'utilisation de leur chaleur, les chaufferies sont divisées en énergie, chauffage et industriel et chauffage.

Les chaufferies énergétiques fournissent de la vapeur aux centrales électriques à vapeur qui produisent de l'électricité et font généralement partie d'un complexe de centrales électriques. Les chaufferies de chauffage et industrielles se trouvent dans les entreprises industrielles et fournissent de la chaleur aux systèmes de chauffage et de ventilation, à l'approvisionnement en eau chaude des bâtiments et des processus de production. Les chaufferies de chauffage résolvent les mêmes problèmes, mais desservent des bâtiments résidentiels et publics. Ils sont divisés en autoportants, emboîtables, c'est-à-dire adjacent à d’autres bâtiments et intégré à des bâtiments. Récemment, de plus en plus souvent, des chaufferies agrandies séparées sont construites dans l'espoir de desservir un groupe de bâtiments, une zone résidentielle ou un microquartier.

L'installation de chaufferies intégrées dans des bâtiments résidentiels et publics n'est actuellement autorisée qu'avec une justification appropriée et un accord avec les autorités d'inspection sanitaire.

Les chaufferies de faible puissance (individuelles et en petits groupes) sont généralement constituées de chaudières, de pompes de circulation et d'alimentation et de dispositifs de tirage. En fonction de cet équipement, les dimensions de la chaufferie sont principalement déterminées.

2. Classification des installations de chaudières

Selon l'ampleur de l'approvisionnement en chaleur, les chaufferies de chauffage sont locales (individuelles), de groupe et de quartier.

Les chaufferies locales sont généralement équipées de chaudières à eau chaude qui chauffent l'eau à une température ne dépassant pas 115 °C ou de chaudières à vapeur avec une pression de service allant jusqu'à 70 kPa. De telles chaufferies sont conçues pour fournir de la chaleur à un ou plusieurs bâtiments.

Les systèmes de chaudières collectives fournissent de la chaleur à des groupes de bâtiments, des zones résidentielles ou de petits quartiers. Ils sont équipés de chaudières à vapeur et à eau chaude avec une capacité de chauffage supérieure à celle des chaudières des chaufferies locales. Ces chaufferies sont généralement situées dans des bâtiments séparés spécialement construits.

Riz. 1.

Riz. 2.

Riz. 3.

Riz. 4.

Il est d'usage de représenter classiquement les éléments individuels d'un schéma d'installation de chaudière sous la forme de rectangles, de cercles, etc. et reliez-les entre eux avec des lignes (pleines, pointillées), indiquant un pipeline, des conduites de vapeur, etc. B schémas de circuits Il existe des différences significatives entre les chaudières à vapeur et à eau chaude. Une chaudière à vapeur (Fig. 4, a) composée de deux chaudières à vapeur 1, équipées d'économiseurs individuels d'eau 4 et d'air 5, comprend un collecteur de cendres groupé 11, vers lequel les fumées sont approchées par une bouche de collecte 12. Pour l'aspiration des fumées dans la zone située entre le collecteur de cendres 11 et les extracteurs de fumée 7 avec moteurs électriques 8 sont installés dans la cheminée 9. Pour faire fonctionner la chaufferie sans extracteur de fumée, des registres 10 sont installés.

La vapeur provenant des chaudières via des conduites de vapeur séparées 19 pénètre dans la conduite de vapeur commune 18 et, à travers elle, jusqu'au consommateur 17. Après avoir cédé la chaleur, la vapeur se condense et retourne par la conduite de condensats 16 vers la chaufferie dans le réservoir collecteur de condensation 14. À travers canalisation 15, de l'eau supplémentaire provenant de l'alimentation en eau ou du traitement chimique de l'eau est fournie au réservoir de condensation (pour compenser le volume non restitué par les consommateurs).

Dans le cas où une partie du condensat est perdue du consommateur, un mélange de condensat et d'eau supplémentaire est fourni du réservoir de condensat par les pompes 13 à travers la canalisation d'alimentation 2, d'abord dans l'économiseur 4, puis dans la chaudière 1. Le l'air nécessaire à la combustion est aspiré par des ventilateurs centrifuges 6 en partie depuis la chaufferie du local, en partie depuis l'extérieur et par les conduits d'air 3, il est fourni d'abord aux aérothermes 5, puis aux fours de la chaudière.

L'installation de chaudière à eau chaude (Fig. 4, b) se compose de deux chaudières à eau chaude 1, d'un économiseur d'eau de groupe 5, desservant les deux chaudières. Les fumées sortant de l'économiseur par un conduit de collecte commun 3 pénètrent directement dans la cheminée 4. L'eau chauffée dans les chaudières pénètre dans la canalisation commune 8, d'où elle est fournie au consommateur 7. Après avoir dégagé de la chaleur, l'eau refroidie canalisation de retour 2 est envoyé d'abord à l'économiseur 5, puis à nouveau aux chaudières. L'eau est déplacée dans un circuit fermé (chaudière, consommateur, économiseur, chaudière) par les pompes de circulation 6.

Riz. 5. : 1 - pompe de circulation ; 2 - foyer; 3 - surchauffeur à vapeur ; 4 - tambour supérieur ; 5 - chauffe-eau ; 6 - aérotherme ; 7 - cheminée ; 8 - ventilateur centrifuge(extracteur de fumée); 9 - ventilateur pour l'alimentation en air de l'aérotherme

En figue. La figure 6 montre un schéma d'une chaudière avec une chaudière à vapeur ayant un tambour supérieur 12. Dans la partie inférieure de la chaudière se trouve un foyer 3. Pour brûler du liquide ou combustible gazeux des buses ou des brûleurs 4 sont utilisés, à travers lesquels le combustible et l'air sont fournis à la chambre de combustion. La chaudière est limitée par des murs en briques - revêtement 7.

Lors de la combustion du combustible, la chaleur dégagée porte l'eau à ébullition dans les grilles tubulaires 2 installées sur la surface intérieure du foyer 3 et assure sa transformation en vapeur d'eau.

Figure 6.

Les gaz de combustion du four pénètrent dans les conduits de chaudière, formés par un revêtement et des cloisons spéciales installées dans les faisceaux de tuyaux. Lors du déplacement, les gaz lavent les faisceaux de canalisations de la chaudière et du surchauffeur 11, traversent l'économiseur 5 et l'aérotherme 6, où ils sont également refroidis grâce au transfert de chaleur à l'eau entrant dans la chaudière et à l'air fourni à le foyer. Ensuite, les gaz de combustion fortement refroidis sont évacués par la cheminée 19 dans l'atmosphère à l'aide d'un extracteur de fumée 17. Les fumées peuvent être évacuées de la chaudière sans extracteur de fumée sous l'influence du tirage naturel créé par la cheminée.

L'eau de la source d'alimentation en eau via la canalisation d'alimentation est fournie par la pompe 16 à l'économiseur d'eau 5, d'où, après chauffage, elle pénètre dans le tambour supérieur de la chaudière 12. Le remplissage du tambour de la chaudière avec de l'eau est contrôlé par un indicateur d'eau. verre installé sur le tambour. Dans ce cas, l'eau s'évapore et la vapeur résultante est collectée dans la partie supérieure du tambour supérieur 12. Ensuite, la vapeur pénètre dans le surchauffeur 11, où, en raison de la chaleur des fumées, elle est complètement séchée et sa température augmente.

Depuis le surchauffeur 11, la vapeur pénètre dans la conduite de vapeur principale 13 et de là jusqu'au consommateur, et après utilisation elle est condensée et renvoyée à la chaufferie sous forme d'eau chaude (condensat).

Les pertes de condensats du consommateur sont reconstituées avec de l'eau provenant du réseau d'approvisionnement en eau ou d'autres sources d'approvisionnement en eau. Avant d'entrer dans la chaudière, l'eau est soumise à un traitement approprié.

L'air nécessaire à la combustion du combustible est généralement prélevé au sommet de la chaufferie et amené par le ventilateur 18 à l'aérotherme 6, où il est chauffé puis envoyé au four. Dans les chaufferies de petite capacité, il n'y a généralement pas d'aérothermes et l'air froid est fourni au foyer soit par un ventilateur, soit par le vide créé dans le foyer par la cheminée. Les installations de chaudières sont équipées de dispositifs de traitement de l'eau (non représentés sur le schéma), d'instruments de contrôle et de mesure et d'équipements d'automatisation appropriés, qui garantissent leur fonctionnement ininterrompu et fiable.

Riz. 7.

Pour installation correcte Tous les éléments de la chaufferie utilisent un schéma de câblage dont un exemple est présenté sur la Fig. 9.

Riz. 9.

Les systèmes de chaudières à eau chaude sont conçus pour produire de l’eau chaude utilisée pour le chauffage, l’approvisionnement en eau chaude et à d’autres fins.

Pour assurer un fonctionnement normal, les chaufferies équipées de chaudières à eau chaude sont équipées des équipements d'aménagement, d'instrumentation et d'automatisation nécessaires.

Une chaufferie à eau chaude a un liquide de refroidissement - l'eau, contrairement à une chaufferie à vapeur, qui a deux liquides de refroidissement - l'eau et la vapeur. À cet égard, la chaufferie à vapeur doit disposer de canalisations séparées pour la vapeur et l'eau, ainsi que de réservoirs pour collecter les condensats. Cependant, cela ne signifie pas que les circuits des chaufferies à eau chaude sont plus simples que ceux à vapeur. La complexité des chaufferies à eau et à vapeur varie en fonction du type de combustible utilisé, de la conception des chaudières, des fours, etc. Les systèmes de chaudière à vapeur et à eau comprennent généralement plusieurs unités de chaudière, mais pas moins de deux et pas plus de quatre. ou cinq. Tous sont reliés par des communications communes - pipelines, gazoducs, etc.

La conception des chaudières de moindre puissance est présentée ci-dessous au paragraphe 4 de ce sujet. Pour mieux comprendre la structure et les principes de fonctionnement des chaudières de puissance différente, il convient de comparer la structure de ces chaudières moins puissantes avec la structure des chaudières de puissance plus élevée décrites ci-dessus, et d'y trouver les principaux éléments qui remplissent les mêmes fonctions. , ainsi que de comprendre les principales raisons des différences de conception.

3. Classification des chaudières

Les chaudières en tant que dispositifs techniques pour la production de vapeur ou d'eau chaude se distinguent par une variété de formes de conception, de principes de fonctionnement, de types de combustibles utilisés et indicateurs de production. Mais selon le mode d'organisation du mouvement de l'eau et du mélange vapeur-eau, toutes les chaudières peuvent être divisées en deux groupes suivants :

Chaudières à circulation naturelle ;

Chaudières à mouvement forcé du liquide de refroidissement (eau, mélange vapeur-eau).

Dans les chaufferies modernes de chauffage et de chauffage industriel, les chaudières à circulation naturelle sont principalement utilisées pour produire de la vapeur, et les chaudières à mouvement forcé du liquide de refroidissement fonctionnant selon le principe du flux direct sont utilisées pour produire de l'eau chaude.

Les chaudières à vapeur modernes à circulation naturelle sont constituées de tuyaux verticaux situés entre deux collecteurs (tambours supérieur et inférieur). Leur dispositif est représenté sur le dessin de la Fig. 10, photographie des tambours supérieur et inférieur avec les tuyaux qui les relient - sur la Fig. 11, et l'emplacement dans la chaufferie est illustré à la Fig. 12. Une partie des tuyaux, appelée « tuyaux montants » chauffés, est chauffée par la torche et les produits de combustion, et l'autre partie des tuyaux, généralement non chauffée, est située à l'extérieur de la chaudière et est appelée « tuyaux de descente ». Dans les tuyaux de levage chauffés, l'eau est portée à ébullition, s'évapore partiellement et pénètre dans le tambour de la chaudière sous la forme d'un mélange vapeur-eau, où elle est séparée en vapeur et eau. En abaissant les tuyaux non chauffés, l'eau du tambour supérieur pénètre dans le collecteur inférieur (tambour).

Le mouvement du liquide de refroidissement dans les chaudières à circulation naturelle s'effectue grâce à la pression motrice créée par la différence de poids de la colonne d'eau dans les tuyaux descendants et de la colonne de mélange vapeur-eau dans les tuyaux ascendants.

Riz. dix.

Riz. onze.

Riz. 12.

Dans les chaudières à vapeur à circulation forcée multiple, les surfaces chauffantes sont réalisées sous forme de serpentins qui forment des circuits de circulation. Le déplacement de l'eau et du mélange vapeur-eau dans de tels circuits s'effectue à l'aide d'une pompe de circulation.

Dans les chaudières à vapeur à flux direct, le rapport de circulation est l'unité, c'est-à-dire L'eau d'alimentation, lorsqu'elle est chauffée, se transforme successivement en un mélange vapeur-eau, vapeur saturée et surchauffée.

Dans les chaudières à eau chaude, l'eau circulant dans le circuit de circulation est chauffée en un tour de la température initiale à la température finale.

En fonction du type de liquide de refroidissement, les chaudières sont divisées en chaudières à eau chaude et à vapeur. Les principaux indicateurs d'une chaudière à eau chaude sont Energie thermique, c'est-à-dire la capacité de chauffage et la température de l'eau ; Les principaux indicateurs d'une chaudière à vapeur sont le débit de vapeur, la pression et la température.

Chaudières à eau chaude, dont le but est d'obtenir de l'eau chaude selon des paramètres spécifiés, est utilisé pour l'approvisionnement en chaleur des systèmes de chauffage et de ventilation, des consommateurs domestiques et technologiques. Les chaudières à eau chaude, fonctionnant généralement selon le principe du flux direct avec un débit d'eau constant, sont installées non seulement dans les centrales thermiques, mais également dans le chauffage urbain, ainsi que dans les chaufferies de chauffage et industrielles comme principale source d'approvisionnement en chaleur.

Riz. 13.

Riz. 14.

En fonction du mouvement relatif des fluides caloporteurs (gaz de combustion, eau et vapeur), les chaudières à vapeur (générateurs de vapeur) peuvent être divisées en deux groupes : les chaudières à tubes d'eau et les chaudières à tubes de fumée. Dans les générateurs de vapeur à tubes d'eau, l'eau et un mélange vapeur-eau se déplacent à l'intérieur des tuyaux, et les gaz de combustion lavent l'extérieur des tuyaux. En Russie, au XXe siècle, les chaudières à tubes d'eau Choukhov étaient principalement utilisées. Dans les tubes à fumée, au contraire, les gaz de combustion se déplacent à l'intérieur des tuyaux et l'eau lave les tuyaux à l'extérieur.

Basés sur le principe du mouvement de l'eau et du mélange vapeur-eau, les générateurs de vapeur sont divisés en unités à circulation naturelle et à circulation forcée. Ces dernières sont divisées en circulation directe et circulation forcée multiple.

Des exemples de placement de chaudières de différentes capacités et objectifs, ainsi que d'autres équipements, dans des chaufferies sont présentés sur la Fig. 14-16.

Riz. 15.

Riz. 16. Exemples de placement de chaudières domestiques et autres équipements