Une chaudière est un équipement de conversion d’énergie. L’énergie fournie à la chaudière provient de l’énergie chimique contenue dans le combustible ou de l’énergie électrique. La chaudière produit une certaine quantité de chaleur sous forme de vapeur, d’eau à haute température ou de caloporteur organique.

Il existe de nombreux types de chaudières et plusieurs méthodes de classification, qui peuvent être classées grossièrement comme suit :

(1) Classification par usage : chaudières industrielles, chaudières de centrale électrique. Les chaudières industrielles sont principalement utilisées pour la production industrielle et le chauffage, tandis que les chaudières de centrale électrique utilisent principalement la vapeur pour entraîner des turbines à vapeur afin de produire de l’électricité.

(2) Selon la classification par évaporation : il existe de petites chaudières, des chaudières moyennes et des grandes chaudières. Les chaudières ayant une capacité d’évaporation inférieure à 20 tonnes/heure sont appelées petites chaudières, celles ayant une capacité d’évaporation de 20 à 75 tonnes/heure sont appelées chaudières moyennes, et celles ayant une capacité d’évaporation supérieure à 75 tonnes/heure sont appelées grandes chaudières.

(3) Selon la classification par pression : chaudières basse pression, chaudières moyenne pression, chaudières haute pression. Une chaudière avec une pression de travail ne dépassant pas 2,5 MPa est une chaudière basse pression, celle avec une pression de travail de 3,0 à 5,0 MPa est une chaudière moyenne pression, et celle avec une pression de travail de 8 à 11 MPa est une chaudière haute pression.

(4) Selon la classification par fluide : il existe des chaudières à vapeur, des chaudières à eau chaude et des chaudières à double usage vapeur et eau. Lorsque le fluide de sortie est de la vapeur saturée ou surchauffée, la chaudière est une chaudière à vapeur ; lorsque le fluide de sortie est de l’eau à haute température (≥120 °C) ou à basse température (inférieure à 120 °C), la chaudière est appelée chaudière à eau chaude ; une chaudière à double usage vapeur et eau produit à la fois de la vapeur et de l’eau chaude.

(5) Selon la disposition de la chambre de combustion : chaudière à combustion interne, chaudière à combustion externe.

(6) Selon le type de combustible utilisé : chaudières au charbon, chaudières au fioul, chaudières à gaz.

(7) Selon la position du cylindre : chaudières verticales, chaudières horizontales.

(8) Classification par type de corps de chaudière : chaudière à tubes de fumée (chaudière à tubes de feu), chaudière à tubes d’eau.

(9) Classification selon le mode d’installation : chaudière complète, chaudière à chargement rapide, chaudière en vrac.

Composition de la chaudière

Équipements auxiliaires : les équipements auxiliaires sont des dispositifs nécessaires installés sur cette partie de la chaudière, comprenant le système d’alimentation en combustible, le système de ventilation, le système d’alimentation en eau, le système d’évacuation des cendres et de dépoussiérage et autres dispositifs et équipements, tels que le broyeur à boulets, les équipements de charbon, la pompe à eau, le dispositif de traitement de l’eau, le ventilateur, le ventilateur d’induction, l’enlèvement des cendres, le collecteur de poussière et le dispositif de soufflage de suie.

« four » : est composé d’équipements de combustion, de la paroi du four, de l’arc du four et du cadre en acier ainsi que d’autres parties, permettant la combustion du combustible pour produire des gaz chauds. Ces gaz traversent le four et chaque section des gaz de combustion pour chauffer la surface de chauffage de la chaudière, puis sont enfin évacués par la cheminée.

« cuve » : c’est la partie du corps de la chaudière, elle comprend le tambour de la chaudière (tambour), les tubes de la paroi d’eau, le faisceau de tubes de convection, les tuyaux descendus, la collecteur (header), le surchauffeur, l’économiseur et d’autres pièces sous pression, formant ainsi la partie fermée sous pression contenant l’eau et la vapeur.

Instruments accessoires : afin d’assurer le fonctionnement normal et sûr de la chaudière, celle-ci doit être équipée de certains instruments accessoires, tels que soupape de sécurité, manomètre, indicateur de niveau d’eau (y compris indicateur de niveau à deux couleurs, alarme de haut et bas niveau d’eau, indicateur de niveau dans le cas d’un bas niveau), dispositif de protection par verrouillage en cas de faible niveau d’eau, thermomètre, alarme de surchauffe, débitmètre, dispositif de purge, porte anti-explosion, vannes couramment utilisées et dispositif de régulation automatique.

Le rôle de chaque partie du corps de la chaudière :

1, cylindre de la chaudière : le rôle du cylindre est de collecter, stocker, purifier la vapeur et fournir de l’eau. Tout le cylindre de la chaudière à eau chaude est rempli d’eau chaude, et le cylindre de la chaudière à vapeur est également rempli d’eau chaude ; la partie inférieure du cylindre de la chaudière contient de l’eau chaude, la partie supérieure est l’espace vapeur, la surface de l’eau est appelée surface de l’eau, et la position de la limite eau-vapeur est appelée le niveau d’eau.

Mur de refroidissement par eau : le mur froid est la surface de chauffage par rayonnement disposée autour du foyer. C’est la surface de chauffage principale de la chaudière.

3, faisceau de tubes de convection : le faisceau de tubes de flux est la surface de chauffage par convection de la chaudière. L’absorption de chaleur des gaz de combustion à haute température dépend du débit des gaz, de l’agencement des tuyaux et de la manière dont les gaz circulent dans les tubes.

4, tube descendant : son rôle est de transporter l’eau du cylindre vers la boîte de collecte inférieure, afin que les tubes de la surface de chauffage disposent d’une circulation d’eau suffisante pour assurer un fonctionnement fiable.

5, collecteur : appelé collecteur, il sert principalement à collecter et distribuer l’eau du cylindre, pour garantir que les tubes de la surface de chauffage reçoivent ou collectent de l’eau ou un mélange eau-vapeur de manière fiable. Le collecteur ne doit généralement pas être exposé à la chaleur de rayonnement afin d’éviter que les bulles d’eau internes ne refroidissent mal, ce qui pourrait provoquer une surchauffe et un brûlage des tubes.

6, surchauffeur : le surchauffeur est la surface de chauffage auxiliaire de la chaudière à vapeur. Son rôle est, à pression constante, de conduire la vapeur saturée depuis le cylindre de la chaudière, puis de la chauffer, de sorte que l’eau présente dans la vapeur saturée s’évapore et la température de la vapeur augmente, améliorant ainsi la qualité de la vapeur et créant de la vapeur surchauffée.

7, économiseur : le charbon est disposé à l’arrière du conduit de fumée de la chaudière, l’utilisation de la chaleur résiduelle de la température des gaz de combustion pour améliorer la température de l’eau d’alimentation de l’échangeur de chaleur, le rôle est d’améliorer la température de l’eau d’alimentation, de réduire les pertes de chaleur des gaz de combustion, d’améliorer le rendement thermique de la chaudière.

En général, pour chaque augmentation de 1 °C de la température à la sortie de l’économiseur, la température des fumées de la chaudière est réduite de 2 à 3 °C en moyenne, et la température de l’eau d’alimentation n’augmente pas de 6 à 7 °C. Économie de charbon de 1 %. En général, une chaudière équipée d’un économiseur permet d’économiser 5 à 10 % de charbon.

Lorsque la chaudière de chauffage fonctionne, la substance combustible contenue dans le combustible est mélangée à l’air acheminé vers le foyer par le système de ventilation à la température appropriée, et la chaleur est libérée, puis transférée à l’eau de la chaudière par la surface de chauffe. La température de l’eau continue d’augmenter, ce qui entraîne une vaporisation, puis la vapeur saturée entre dans la vanne de vapeur principale par le séparateur de vapeur pour être évacuée et utilisée. Si la qualité de la vapeur est supérieure.

La vapeur saturée peut être introduite dans le surchauffeur, puis chauffée pour devenir de la vapeur surchauffée. Pour la chaudière à eau chaude, la température de l’eau de la chaudière est toujours inférieure à la température d’ébullition, et le réseau de chauffage de l’utilisateur est connecté pour la circulation.

Circulation de l’eau dans la chaudière :

Le corps de la chaudière est un circuit fermé composé d’un tambour de chaudière, d’un tuyau de descente, d’un tuyau de paroi d’eau, d’un collecteur, d’un faisceau de tubes convectifs et d’autres pièces sous pression.

Le mélange d’eau ou de soude dans la chaudière circule en permanence dans cette boucle, suivant un certain parcours, et le parcours de circulation constitue une boucle cyclique, appelée boucle de circulation. Le flux d’eau dans la chaudière dans la boucle de circulation est appelé cycle de l’eau de chaudière, et le nombre de cycles est différent en raison de la structure différente de la chaudière.

La circulation de l’eau de la chaudière est divisée en deux catégories : la circulation naturelle et la circulation forcée. Le cycle de l’eau des chaudières à vapeur générales est un cycle naturel, tandis que celui des chaudières à eau chaude est principalement une circulation forcée.

Le cycle naturel consiste à utiliser le faible poids et la légèreté du mélange d’eau douce dans le tuyau ascendant, le poids important de l’eau dans le tuyau descendant, plus le poids est important, plus la différence de pression causée par la perte d’équilibre entre les deux sections de la colonne d’eau est importante, ce qui entraîne l’écoulement et la circulation de l’eau de la chaudière, plus la différence de poids entre les deux est importante, plus la différence de pression est importante, plus la force motrice du cycle de l’eau est importante, meilleure est la circulation. La circulation forcée est la circulation de l’eau de la chaudière forcée par l’action de poussée de la pompe.

Accessoires de sécurité pour chaudières :

Afin de garantir le fonctionnement normal de la chaudière, celle-ci est équipée d’un manomètre, d’une soupape de sécurité, d’un indicateur de niveau d’eau et d’une alarme de niveau d’eau haut et bas, d’une vanne à vapeur et d’une vanne de purge ainsi que d’autres accessoires. Parmi eux, le manomètre, la soupape de sécurité et l’indicateur de niveau d’eau sont les accessoires de base pour assurer le fonctionnement sûr de la chaudière, connus sous le nom des trois principaux accessoires de la chaudière, et également les yeux et les oreilles de l’opérateur pour effectuer le fonctionnement normal.

1. Manomètre : Le manomètre est l’un des accessoires de sécurité essentiels de la chaudière, servant à mesurer et indiquer la pression de travail du système chaudière-vapeur. Le type de manomètre couramment utilisé pour les chaudières est le manomètre à ressort, qui possède une structure simple, est précis et fiable, et son installation et utilisation sont également très pratiques.

Chaque chaudière doit être équipée d’un manomètre directement relié à l’espace vapeur du cylindre, et il est généralement approprié d’en installer deux en parallèle, faciles à vérifier entre eux. Le manomètre doit être vérifié au moins une fois tous les six mois après l’installation, et la date de vérification doit être indiquée.

En plus du manomètre installé sur le cylindre, un manomètre doit également être installé devant la sortie de l’économiseur et sur la vanne de régulation de la conduite d’alimentation en eau.

2. La soupape de sécurité : Cette soupape entière est un accessoire de sécurité qui peut contrôler automatiquement la pression de travail de la chaudière dans la plage prédéterminée autorisée. Lorsque la pression de la chaudière dépasse la pression de travail autorisée, la soupape de sécurité s’ouvre automatiquement et peut rapidement libérer suffisamment de vapeur pour réduire la pression de la chaudière, tout en émettant une alarme sonore pour avertir le personnel du foyer afin de prendre les mesures nécessaires pour réduire la pression de la chaudière.

Les soupapes de sécurité couramment utilisées sont les soupapes de sécurité à levier et les soupapes de sécurité à ressort.

L’indicateur de niveau d’eau : L’indicateur de niveau est un instrument de mesure reflétant le niveau d’eau, utilisé pour indiquer le niveau d’eau de la chaudière, et peut aider le personnel du foyer à surveiller la dynamique du niveau d’eau de la chaudière afin de maintenir le niveau d’eau dans la plage normale.

En plus du manomètre installé sur le cylindre, un manomètre doit également être installé devant la sortie de l’économiseur et la vanne de régulation de la conduite d’alimentation en eau.

4, l’alarme de niveau d’eau haut et bas est un dispositif qui peut envoyer automatiquement un signal d’alarme lorsque le niveau d’eau de la chaudière atteint la limite maximale ou minimale autorisée. Le corps flottant est utilisé pour émettre automatiquement un signal d’alarme lorsque le niveau d’eau de la chaudière monte ou descend, afin de rappeler à l’opérateur de prêter attention à la variation du niveau d’eau et de prendre des mesures efficaces à temps pour éviter les accidents liés à un manque d’eau ou à un débordement.

Méthodes courantes de protection pour l’arrêt du four :

Anticorrosion à l’hydrazine, anticorrosion à la solution d’ammoniac, anticorrosion à la solution alcaline ; phosphate trisodique et nitrite de sodium, anticorrosion par dessiccation, remplissage d’azote, anticorrosion par remplissage d’ammoniac.

Maintenir la pression d’alimentation en eau et la pression de vapeur ; eau chaude du four, séchage par récupération de chaleur.

Four de séchage : Objectif : sécher l’eau de la paroi et de la voûte du four afin d’éviter les fissures dans la paroi du four causées par un chauffage soudain.

Comment :

(1) Le chauffage est effectué selon la courbe de chauffage

(2) L’augmentation quotidienne de la température ne dépasse pas (50 ℃) (20 ℃)

(3) Durée du séchage : paroi légère du four 4-6 jours ; paroi lourde du four 10-14 jours.

(4) Température du four : (température finale de la fumée) paroi légère du four ne dépassant pas 160 ℃ ;

pour une paroi lourde, elle ne dépasse pas 220 ℃.

Le traitement de l’eau a pour but de transformer l’eau de la chaudière (eau dure) en eau douce, afin que la surface de chauffe interne de la chaudière reste propre, sans tartre (ou avec moins de tartre), d’améliorer l’efficacité de la chaudière et d’assurer la qualité de la vapeur, d’empêcher la corrosion de la paroi métallique de la chaudière et de garantir la sécurité et l’économie de la chaudière ainsi que son fonctionnement continu.