20-07-2024 - basic concepts of energy systems - the boiler [EN]-[IT]

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~~~ La versione in italiano inizia subito dopo la versione in inglese ~~~

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ENGLISH
20-07-2024 - basic concepts of energy systems - the boiler [EN]-[IT]
With this post I would like to give a brief instruction regarding the technical topic mentioned in question
(code notes: 250-150-050)

Steam generators
Steam generators are very important devices for steam systems, because they heat the water until it turns into superheated steam. This superheated steam will then be used to produce mechanical energy.

generator efficiency - at high loads
Observing the performance trend of a steam generator as a function of the load, it is observed that at high loads the increase in waste heat is attributable to the increase in the chimney temperature
Note: The decrease in efficiency at low loads is attributable to the high incidence of
waste heat.

performance-formula
Below is the complex formula for the efficiency of the steam generator

The efficiency of the steam generator is a fundamental parameter that indicates the efficiency with which the device transforms the energy of the fuel into thermal energy that can be used in the thermodynamic cycle.

boiler-primary superheater
In a water tube boiler the primary superheater is usually located above the boiler nose.
In many water tube boilers, the primary superheater is placed in a specific location to maximize heat transfer from the smoke to the tubes, often above the nose of the boiler but is typically placed in the first part of the vertical gas duct , above the economizer.
Note:
Boilers can be classified based on the method of installation and are divided into fixed, semi-fixed and mobile boilers

Note 2:
Based on the pressure of the steam produced in subcritical or hypercritical boilers

boilers-electrical production
The boilers currently used in electrical production plants use direct heat radiation from the firebox to the water pipes allowing high specific steam production

acid dew - limit
Acid dew sets a limit to the minimum temperature to which flue gases can be cooled
Note: Be careful, it is not correct to think that acid dew is specifically associated with the presence of hydrochloric acid in fuels. It is most commonly linked to the presence of acids derived from the sulfur content in fuels, which produce sulfuric acid when the flue gases cool below a certain temperature.

steam generator - superheater
In a steam generator the superheater is made up of bundles of tubes connected at the end by special manifolds

vaporizer - installation
In a steam generator the vaporizer is installed in the combustion chamber as it is the area where the gases have the highest temperature

the economizer - arrangement
In a steam generator the economizer is located in the lower end part of the flue gas duct

reheater - location
In a steam generator the reheater is generally located in the horizontal gas duct after the final superheater

Conclusions
The boiler, or also steam generator, has the function of transforming the energy possessed by the fuel into thermal energy and transmitting it to the fluid.

Request
Have you ever seen a dismantled boiler? In your opinion, is the boiler system still a complex machine?

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[ITALIAN]
20-07-2024 - concetti base dei sistemi energetici - la caldaia [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento tecnico citato in oggetto
(code notes: 250-150-050)

Generatori di vapore
I generatori di vapore sono dispositivi importantissimi per gli impianti a vapore, perché essi riscaldano l'acqua fino a trasformarla in vapore surriscaldato. Questo vapore surriscaldato verrà poi utilizzato per produrre energia meccanica.

rendimento di un generatore - agli alti carichi
Osservando l'andamento del rendimento di un generatore di vapore in funzione del carico si osserva che agli alti carichi l'aumento del calore disperso è imputabile all'aumento della temperatura al camino
Nota: La diminuzione di rendimento ai bassi carichi è imputabile all’elevata incidenza del
calore disperso.

rendimento-formula
Qui di seguito la complessa formula del rendimento del generatore di vapore

Il rendimento del generatore di vapore è un parametro fondamentale che indica l'efficienza con cui il dispositivo trasforma l'energia del combustibile in energia termica utilizzabile nel ciclo termodinamico.

caldaia-surriscaldatore primario
In una caldaia a tubi d'acqua il surriscaldatore primario è solitamente collocato al di sopra del naso di caldaia.
In molte caldaie a tubi d'acqua, il surriscaldatore primario è collocato in una posizione specifica per massimizzare il trasferimento di calore dal fumo ai tubi, spesso sopra il naso della caldaia però, in genere, è collocato nella prima parte del condotto verticale dei gas, al di sopra dell’economizzatore.
Nota:
Le caldaie possono essere classificate in base al modo di installazione e si distinguono in caldaie fisse, semifisse e mobili

Nota 2:
In base alla pressione del vapore prodotto in caldaie subcritiche o ipercritiche

caldaie-produzione elettrica
Le caldaie attualmente utilizzate negli impianti di produzione elettrica utilizzano l'irraggiamento diretto del calore dal focolare ai tubi d'acqua consentendo elevate produzioni specifiche di vapore

rugiada acida - limite
La rugiada acida costituisce un limite per la temperatura minima alla quale possono essere raffreddati i fumi
Nota: Attenzione, non è corretto pensare che la rugiada acida sia specificamente associata alla presenza di acido cloridrico nei combustibili. È più comunemente collegata alla presenza di acidi derivati dal contenuto di zolfo nei combustibili, che producono acido solforico quando i fumi si raffreddano al di sotto di una certa temperatura.

generatore di vapore - surriscaldatore
In un generatore di vapore il surriscaldatore è costituito da fasci di tubi collegati all'estremità da appositi collettori

vaporizzatore - installazione
In un generatore di vapore il vaporizzatore è installato in camera di combustione in quanto è la zona dove si ha la maggiore temperatura dei gas

l'economizzatore - disposizione
In un generatore di vapore l'economizzatore è disposto nella parte terminale inferiore del condotto dei fumi

risurriscaldatore - collocazione
In un generatore di vapore il risurriscaldatore è in genere collocato nel condotto orizzontale dei gas dopo il surriscaldatore finale

Conclusioni
La caldaia, o anche generatore di vapore, ha la funzione di trasformare l’energia posseduta dal combustibile in energia termica e di trasmetterla al fluido.

Domanda
Avete mai visto una caldaia smontata? Anche secondo voi il sistema caldaia è comunque un macchinario complesso?

THE END