Les chaudières, en tant qu'équipement important de conversion de la chaleur, sont largement utilisées dans la production industrielle, le chauffage des bâtiments et la production d'électricité. Grâce à la combustion du combustible pour produire de la chaleur afin de chauffer de l'eau ou de générer de la vapeur, les chaudières assurent non seulement le chauffage, mais jouent également un rôle essentiel dans de nombreuses industries. Dans cet article, nous présenterons de manière exhaustive les bases des chaudières, leur classification, leurs composants structurels, leurs principes de fonctionnement et leur entretien, afin de vous aider à mieux comprendre l'équipement et les systèmes des chaudières.
Définition de base et rôle des chaudières
Une chaudière est un dispositif qui convertit l'énergie chimique d'un combustible en énergie thermique et la transfère à l'eau afin d'amener l'eau à la température souhaitée ou de former de la vapeur. La chaudière se compose d'un "four", d'un "pot", d'accessoires, d'instruments et d'équipements auxiliaires qui, ensemble, forment un système complet garantissant le fonctionnement normal et sûr de la chaudière.
Classification des chaudières
Il existe de nombreux types de chaudières, qui peuvent être classés selon différents critères :
- Classification par utilisation
- chaudière industriellePour la fourniture de vapeur et d'eau chaude dans la production industrielle ou pour le chauffage.
- chaudière de stationLa production d'électricité : Génère de l'électricité en produisant de la vapeur qui entraîne une turbine, principalement utilisée dans les centrales électriques.
- Classification par évaporation
- Petites chaudièresCapacité d'évaporation inférieure à 20 tonnes/heure.
- Chaudière moyenneCapacité d'évaporation de 20 à 75 tonnes/heure.
- Grandes chaudièresCapacité d'évaporation supérieure à 75 tonnes/heure.
- Classification par pression
- chaudière basse pressionPression de service inférieure ou égale à 2,5 MPa.
- chaudière à moyenne pressionPression de travail 3,0-5,0 MPa.
- Chaudière à haute pressionPression de travail 8-11 MPa.
- Classification par support
- chaudière à vapeurChaudière : Une chaudière qui fournit de la vapeur.
- chaudière à eau chaudeLes chaudières fournissent de l'eau chaude.
- Chaudières à vapeur et à eauIl peut générer de la vapeur et fournir de l'eau chaude.
- Classification par méthode de combustion
- Chaudières à combustion interneLe combustible est brûlé directement à l'intérieur de la chaudière.
- Chaudières à combustion externeLe combustible est brûlé à l'extérieur et la chaleur est transférée à la chaudière par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur.
- Par carburant
- chaudière à charbonetchaudière à mazoutetchaudière à gazetc., en utilisant respectivement différents combustibles.
Composants de la chaudière
La structure de la chaudière se compose des éléments principaux suivants :
- fourIl s'agit de la partie de la chaudière où la chaleur est générée par la combustion du combustible, et où les gaz de combustion passent par la chambre du four et dans la zone d'échange de chaleur de la chaudière.
- casserolesLe corps de la chaudière, qui contient des composants tels que le tambour de la chaudière (réservoir), les tubes muraux refroidis à l'eau, les faisceaux de tubes de convection, les tubes descendants, le surchauffeur, l'économiseur, etc. qui sont chargés de chauffer l'eau ou de produire de la vapeur.
- Instruments accessoiresCes jauges assurent la sécurité et le bon fonctionnement de la chaudière.
- Pièces jointesLes systèmes de chauffage et de refroidissement : pompes, ventilateurs, systèmes de transport du charbon pulvérisé, etc. pour aider au fonctionnement normal de la chaudière.
Circulation de l'eau de chaudière et principes de fonctionnement
L'eau ou la vapeur à l'intérieur de la chaudière circule dans une boucle de circulation, et la circulation de l'eau est divisée en circulation naturelle et circulation forcée. Les chaudières à vapeur utilisent principalement la circulation naturelle, en s'appuyant sur la différence de gravité pour la circulation de l'eau ; les chaudières à eau chaude utilisent principalement la circulation forcée, en s'appuyant sur des pompes pour pousser le flux d'eau.
Pendant le fonctionnement normal d'une chaudière, le combustible est brûlé dans la chambre de combustion, libérant de la chaleur qui est transférée à l'eau par les différentes surfaces chauffantes de la chaudière. Grâce à ce processus, la température de l'eau augmente progressivement et finit par produire de la vapeur ou de l'eau chaude. Dans le cas d'une chaudière à vapeur, la vapeur est portée à une température plus élevée après avoir traversé un surchauffeur et devient de la vapeur surchauffée.
Dispositifs de sécurité des chaudières et vérifications opérationnelles
Afin de garantir un fonctionnement sûr de la chaudière, il est nécessaire d'installer un certain nombre d'accessoires de sécurité, tels que des manomètres, des soupapes de sécurité et des jauges de niveau d'eau. Il est essentiel de vérifier régulièrement le fonctionnement de tous les dispositifs de sécurité pendant le fonctionnement de la chaudière, en particulier lors du démarrage et de l'arrêt de la chaudière, qui nécessitent une inspection et un entretien rigoureux.
- manomètreLa pression de fonctionnement d'une chaudière est contrôlée par un capteur de pression.
- les soupapes de sécuritéLorsque la pression de la chaudière dépasse la plage réglée, la vapeur est automatiquement libérée pour réduire la pression.
- niveau d'eauLe niveau d'eau dans la chaudière est indiqué et empêche la chaudière de se mettre en marche à sec.
Démarrage de la chaudière et entretien de routine
Le processus de démarrage de la chaudière nécessite une série de travaux préparatoires, tels que la vérification du corps de la chaudière, du système de vapeur, du système de combustible, etc. afin de s'assurer que tous les équipements sont normaux. L'eau doit être introduite lentement pendant le démarrage afin d'éviter un stress thermique excessif, généralement pendant 1 à 2 heures. Pendant le fonctionnement de la chaudière, il est également nécessaire d'effectuer des vidanges régulières, de nettoyer l'indicateur de niveau d'eau, de vérifier la porte de sécurité, etc. afin de garantir le fonctionnement normal de la chaudière.
Les chaudières font partie intégrante des systèmes de chauffage industriels et civils, et leurs performances affectent directement la qualité de la production et de la vie. Comprendre la classification, la structure, le principe de fonctionnement et les mesures de sécurité des chaudières est une responsabilité importante pour tout opérateur et utilisateur de chaudière. Pour les industries qui exigent un contrôle précis de la fourniture de chaleur, le choix de la bonne chaudière et l'entretien de routine sont essentiels pour garantir la sécurité et l'efficacité de la production.
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