Chaudières

Introduction
La fonction première d’une chaudière est de produire de la vapeur à une pression et une température données. Pour ce faire, la chaudière sert de fournaise où l’air est mélangé au combustible dans un processus de combustion contrôlée pour libérer de grandes quantités de chaleur. La construction étanche à la pression d’une chaudière fournit un moyen d’absorber la chaleur de la combustion et de transférer cette chaleur pour élever l’eau à une température telle que la vapeur produite est d’une température et d’une qualité suffisantes (teneur en humidité) pour les charges de vapeur.

Chaudières
Deux sources de chaleur distinctes utilisées pour les chaudières sont les sondes électriques et le combustible brûlé (pétrole, charbon, etc.). Ce chapitre utilisera des chaudières à combustible pour illustrer la conception typique des chaudières. Reportez-vous à la figure 9 lors de la discussion suivante.

La chaudière a un espace clos où la combustion du combustible a lieu, généralement appelé four ou chambre de combustion. L’air est fourni pour se combiner avec le carburant, ce qui entraîne une combustion. La chaleur de combustion est absorbée par l’eau dans les colonnes montantes ou les tubes de circulation. La différence de densité entre l’eau chaude et l’eau froide est la force motrice pour faire circuler l’eau vers le tambour à vapeur. Finalement, l’eau absorbera suffisamment de chaleur pour produire de la vapeur.

La vapeur quitte le tambour à vapeur via un déflecteur, ce qui fait que toutes les gouttelettes d’eau transportées par la vapeur tombent et s’écoulent vers le tambour à vapeur. Si de la vapeur surchauffée est nécessaire, la vapeur peut alors traverser un surchauffeur. Les gaz de combustion chauds du four chaufferont la vapeur à travers les parois minces du tube du surchauffeur. La vapeur est ensuite acheminée vers le système d’alimentation en vapeur et les différentes charges de vapeur.

Certaines chaudières ont des économiseurs pour améliorer l’efficacité du cycle en préchauffant l’eau d’alimentation d’entrée de la chaudière. L’économiseur utilise la chaleur des gaz d’échappement de la chaudière pour augmenter la température de l’eau d’alimentation en entrée.


Figure 9 Chaudière à combustible typique

Composants de la chaudière à carburant
La figure 9 illustre une chaudière à combustible typique. Certains des composants sont expliqués ci-dessous.

Tambour à vapeur – Le tambour à vapeur sépare la vapeur de l’eau chauffée. La
les gouttelettes d’eau tombent au fond du réservoir pour être à nouveau cyclées, et la vapeur quitte le tambour et pénètre dans le système de vapeur. L’eau d’alimentation entre au fond du tambour pour démarrer le cycle de chauffage.

Downcomers – Les descentes sont les canalisations dans lesquelles circule l’eau du ballon vapeur afin d’atteindre le fond de la chaudière où l’eau peut pénétrer dans les collecteurs de distribution.

En-têtes de répartition – Les collecteurs de distribution sont de grands collecteurs de tuyaux qui transportent l’eau des descentes vers les colonnes montantes.

Contremarches – Les canalisations ou tubes qui forment l’enceinte de la chambre de combustion sont appelés colonnes montantes. L’eau et la vapeur les traversent pour être chauffées. Le terme colonnes montantes fait référence au fait que le sens d’écoulement de l’eau va du bas vers le haut de la chaudière. Du
colonnes montantes, l’eau et la vapeur entrent dans le tambour à vapeur et le cycle recommence.

Chambre de combustion – Située au bas d’une chaudière, la chambre de combustion est l’endroit où l’air et le combustible se mélangent et brûlent. Il est bordé de contremarches.

Sommaire des chaudières

*Les chaudières sont des récipients qui permettent à l’eau contenue dans la tuyauterie d’être chauffée à la vapeur par une source de chaleur interne au récipient. L’eau est chauffée jusqu’au point d’ébullition. La vapeur qui en résulte se sépare et l’eau est à nouveau chauffée. Certaines chaudières utilisent la chaleur des gaz de combustion pour chauffer davantage la vapeur (surchauffe) et/ou pour préchauffer l’eau d’alimentation.

*Les composants suivants ont été discutés :
Le tambour à vapeur est l’endroit où la vapeur est séparée de l’eau chauffée.

Les déversoirs sont les tuyaux dans lesquels l’eau du tambour à vapeur se déplace pour atteindre le fond de la chaudière.

Les en-têtes de distribution sont de grands en-têtes de tuyaux qui transportent l’eau des descentes vers les colonnes montantes.

Les colonnes montantes sont la tuyauterie ou les tubes qui forment l’enceinte de la chambre de combustion. L’eau et la vapeur traversent les colonnes montantes pour être chauffées.

La chambre de combustion est située au bas de la chaudière et c’est là que l’air et le combustible se mélangent et brûlent.

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