Caldarină cu arzător

CAP. 1 DESTINATIA SI CONSTRUCTIA GENERATORULUI DE ABUR

1.1Generalităţi

Generatorul de abur este un agregat termic in care se obtine abur la anumiti parametri de stare , datorita energiei calorice degajate de arderea unui combustibil. Acest abur este folosit la actionarea masinilor termice cu abur (masini cu piston si turbine) necesare pentru propulsarea navei sau pentru actionarea unor mecanisme auxiliare.

Din punct de vedere energetic, generatorul de abur este un transformator de energie. Energia chimică conţinută în combustibil este transformată, prin procesul de ardere, în energie termică.

Din punct de vedere funcţional, generatorul de abur este un schimbător de căldură. Căldura conţinută în gazele rezultate din arderea unui combustibil se transmite apei care se vaporizează şi apoi se preîncălzeşte.

Părţile principale ale unei instalaţii de producere a aburului sunt: căldarea propriu – zisă sau sistemul fierbător (compus din tamburul sau colectoarele de apă şi totalitatea ţevilor în care se produce vaporizarea apei), preîncălzitorul apei de alimentare, preîncălzitorul de aer şi focarul sau camera de ardere.

Pentru a produce aburul necesar funcţionării maşinilor principale ale navei şi alimentării tuturor consumatorilor de la bord, căldările navale au nevoie de un regim de funcţionare care să asigure transformarea energiei chimice a combustibilului în energie calorică conţinută de aburi, în cele mai bune condiţii.

Regimul intim de funcţionare a căldării este acela când apa se transformă în abur, acumulând o cantitate maximă de căldură de la combustibilul ars în focar. Aburul va putea acumula maximul de căldură numai dacă procesul de combustie se desfăşoară cu o degajare maximă de căldură şi dacă căldarea este asigurată cu o circulaţie şi alimentaţie bună a apei, iar suprafaţa de încălzire să permită o bună transmitere a căldurii de la gaze la apă.

Aburul destinat instalaţiilor de propulsie se produce în anumite căldări, iar aburul destinat necesităţiilor auxiliare se produce în schimbătoare de căldură numite caldarine

Cerinţele principale pentru o instalaţie de producere a aburului sunt:

- posibilitatea folosirii cât mai raţionale a căldurii consumate de caldarină;

- gabarit mic, greutate mică;

- funcţionare în siguranţă pentru orice regim;

- manevrabilitate mare, punere rapidă în funcţiune, trecere rapidă de la un regim de încărcare la altul;

- simplitatea construcţiei, comoditatea deservirii şi a reparaţiilor;

- posibilitatea folosirii automatizării complexe;

- preţ de cost scăzut.

1.2 Clasificarea generatoarelor de abur (caldarine):

a. dupã valoarea presiunii normale a aburului debitat, în:

- cãldãri de joasã presiune cu p = 1,2 – 6 [Kgf/cm2];

- cãldãri de medie presiune cu p= 6 – 50 [Kgf/cm2] ;

- cãldãri de înaltã presiune cu p = 50 [Kgf/cm2];

- cãldãri supracritice cu p= 225 [Kgf/cm2].

b. dupã felul energiei consumate pentru producerea aburului, în:

- cãldãri cu combustibil, care folosesc cãldura degajatã prin arderea în focar a unui combustibil solid sau lichid (cãrbune, pãcurã, motorinã etc);

- cãldãri recuperatoare, care folosesc energia termicã rezidualã a gazelor de ardere evacuate din motoarele cu ardere internã;

c. dupã principiul constructiv, în:

- cãldãri cu volum mare de apã cu circulatia gazelor de ardere prin tuburi

(cãldãri ignitubulare);

- cãldãri cu volum mic de apã cu circulatia apei prin tuburi si a gazelor prin exteriorul lor (cãldãri acvatubulare).

d. din punctul de vedere al modului de circulatie al apei:

- cãldãri cu circulatie naturalã a apei;

- cãldãri cu circulatie fortatã a apei, prin intermediul unei pompe de circulatie;

e. din punctul de vedere al modului de realizare a necesarului de aer pentru arderea combustibilului:

- cãldãri cu tiraj normal – natural, prin diferente de presiuni datorate diferentei de nivel dintre focar si limita superioarã a cosului;

- cãldãri cu tiraj fortat, prin utilizarea unor ventilatoare si a unor pompe de aer.

În scopul utilizãrii mai complete a energiei termice a gazelor de ardere, cãldãrile navale pot fi:

- cãldãri ignitubulare cu circuit direct al gazelor sau cu întoarcere;

- cãldãri acvatubulare ecranate, cu mai multe colectoare de apã si cu supraîncãlzitoare de abur.

Navele moderne sunt echipate, în general, numai cu căldări acvatubulare, fie cu circulaţie naturală a apei, de construcţie specială (adaptată condiţiilor specifice de pe mare), fie cu circulaţie forţată a apei, în circuit închis (La Mont sau Velox) sau în circuit deschis (Sulzer, Benson, Ramzin).