Conţinut
Un cazan este un vas în care apa este încălzită sub presiune și vaporizată în abur pentru un scop specific. Există mai multe tipuri diferite de cazane, încălzite cu cărbune, combustibil solid, petrol sau gaze. Cazanele au dimensiuni mari, de la unități mici, portabile sau asamblate la magazin până la cuptoare mari care ard 6 tone de cărbune pe minut. Cazanele funcționează la presiune pozitivă și toate piesele trebuie să fie suficient de puternice pentru a rezista la presiunea aburului pe care îl generează. Cele mai multe cazane de înaltă presiune sunt utilizate în scopuri comerciale sau industriale.
Presiunea maximă admisă
Fotolia.com "> ••• Imagine de supapă cu abur de John Sandoy de la Fotolia.comCazanele sunt clasificate și după capacitatea lor de presiune, tipul de proiectare și utilizarea. Presiunea maximă de lucru admisibilă sau MAWP este cea mai mare presiune la care vasul (cazanul) este proiectat să reziste. Această presiune este măsurată în termeni de lire sterline pe centimetru pătrat sau psi, iar presiunea gabaritului este exprimată ca „psig”. Asociația Națională de Prevenire a Incendiilor și standardele federale definesc un cazan de abur de tip II ca unul care produce aburi de înaltă presiune între 16 și 150 psig. Un cazan de abur de tip III produce abur între 151 și 350 psig.
Cazan de apă-tub
În acest tip de cazan, combustibilul este ars în interiorul cuptorului, creând gaz fierbinte care încălzește apa care circulă prin tuburile sale. Apa este transformată în abur care se ridică pentru a fi captat într-un tambur cu aburi, unde aburul saturat este extras. Aceasta intră din nou în cuptor printr-un supraîncălzitor, unde devine și mai fierbinte. Când temperatura aburului supraîncălzit este deasupra punctului de fierbere, acesta devine un gaz uscat, sub presiune, care este folosit pentru antrenarea turbinelor. Majoritatea proiectărilor de cazane cu tuburi de apă au o capacitate de 4.500 până la 120.000 de kilograme pe oră de abur. Cazanele cu tuburi de apă din centralele termice se mai numesc unități generatoare de abur.
Cazanul Benson
Fotolia.com "> ••• conducte pentru imaginea turbinei cu abur de Andrei Merkulov de la Fotolia.comCazanul Benson se numește generator de abur supercritic și este adesea folosit pentru a produce energie electrică. Funcționează la o presiune atât de mare, mai mare de 3.200 psi, încât fierberea efectivă se oprește și nu există o separare apă-abur. Nu există niciun fel de bubitură, deoarece temperatura apei este peste presiunea critică la care se pot forma bule. Acest abur funcționează într-o turbină de înaltă presiune, apoi intră în condensatorul generatorului. Termenul „cazan” nu ar trebui utilizat cu acest generator de abur, deoarece fierberea nu apare cu adevărat.
Cazan cu abur supraîncălzit
Acest tip de cazan vaporizează apa și apoi încălzește aburul într-un supraîncălzitor, producând abur la o temperatură mult mai mare. Acest lucru creează o temperatură mai mare de evacuare a gazelor arse, cu excepția cazului în care este utilizat un „economizor”. Economizorul încălzește apa de alimentare, care trece printr-un încălzitor de aer de ardere pe calea evacuării gazelor arse. Acest abur supraîncălzit crește adesea eficiența generală a generarii de aburi și utilizarea acestuia cu câștiguri ale temperaturii de intrare la turbine. Aburul supraîncălzit creează probleme de siguranță, deoarece dacă orice componentă a sistemului nu reușește și aburul scapă, presiunea ridicată și temperatura pot fi mortale. Temperatura din zona cuptorului cu gaz a cazanului este de obicei între 2.400 - 2.900 grade Fahrenheit. Unele dintre acestea sunt încălzitoare cu convecție, absorbând căldura dintr-un gaz asemănător unui fluid, în timp ce altele sunt radiante, absorbând căldura radiației.