Nella produzione industriale, sistemi di riscaldamento, e potenza della nave, Le caldaie sono le principali apparecchiature termiche che convertono l'acqua in vapore o acqua calda bruciando combustibile per fornire energia per vari processi. A fronte di vari tipi di caldaie, caldaie a tubi d'acqua e caldaie a tubi di fumo sono diventati il fulcro grazie alla loro vasta gamma di applicazioni, e i due sono significativamente diversi nella struttura, prestazioni e scenari applicabili. Questo articolo analizzerà i principi, differenze, vantaggi e svantaggi delle due tipologie di caldaie per aiutarvi a fare una scelta accurata.
La caldaia a tubi di fumo è un tipo di caldaia tradizionale, la struttura centrale è il tubo del forno e il tubo del fuoco. La camera di combustione si trova all'interno del tubo del forno, e i gas di combustione ad alta temperatura generati dalla combustione del carburante fluiscono in una serie di tubi da fumo che attraversano lo spazio acquatico della caldaia, e l'acqua viene avvolta all'esterno del tubo del fuoco, e la conduzione del calore e il trasferimento di calore per convezione della parete del tubo di fumo vengono riscaldati e vaporizzati. Il suo design è semplice, basandosi sul principio base del trasferimento di calore per funzionare, e la struttura complessiva è costruita attorno alla logica centrale di “fumi all'interno del tubo e acqua all'esterno del tubo”.
La caldaia a tubi d'acqua adotta il design della struttura opposta della caldaia a tubi di fumo, e il nocciolo è “acqua all'interno del tubo e fumi all'esterno del tubo”. Il corpo caldaia è costituito da più tubi dell'acqua curvi o disposti a spirale per aumentare la superficie di scambio termico. I gas di scarico ad alta temperatura generati dalla combustione fluiscono all'esterno del tubo dell'acqua, e il calore viene trasferito all'acqua circolante nel tubo attraverso la parete del tubo, provocando il riscaldamento dell'acqua e la produzione di vapore. Il suo design è altamente flessibile, e la disposizione e la quantità dei tubi dell'acqua possono essere regolate in base alle effettive esigenze per adattarsi alle diverse condizioni di lavoro.
La caldaia a tubi di fumo ha una struttura semplice, con il tubo del forno, tubo di combustione e spazio acquatico come nucleo, il tubo di fumo attraversa lo spazio dell'acqua, e i fumi trasferiscono calore nel tubo. La caldaia a tubi d'acqua si basa principalmente su una serie di tubi dell'acqua di forma speciale, l'acqua circola all'interno del tubo, ed i fumi lavano lo scambiatore di calore all'esterno del tubo, che è più complesso nella struttura ma il layout dello scambio termico è più efficiente.
Grazie all'ampia superficie di scambio termico e al ragionevole percorso del flusso dei fumi, l'efficienza termica delle caldaie a tubi d'acqua è generalmente elevata, di solito sopra 80%, e il design avanzato può essere vicino 90%; La caldaia a tubi di calore è limitata da una piccola area di scambio termico e da una grande resistenza al flusso dei fumi, e l'efficienza termica è relativamente bassa, per lo più tra 70% E 80%, e il divario nel tasso di utilizzo del calore è evidente.
La caldaia a tubi di fumo ha una grande capacità d'acqua, forte capacità tampone quando la pressione cambia, ed è più stabile di fronte a improvvise fluttuazioni di pressione. La caldaia a tubo dell'acqua ha una piccola capacità d'acqua, ma la struttura è compatta, lo spessore della parete del tubo dell'acqua è più sottile, la risposta della pressione è più rapida, ed è generalmente dotato di sensori di pressione avanzati e sistemi di controllo automatico, che può intervenire rapidamente in situazioni anomale e adottare una protezione di sicurezza più attiva.
Le caldaie a tubi di fumo sono adatte per scenari con bassa richiesta di vapore e bassi requisiti di efficienza termica, come piccoli impianti di lavorazione, riscaldamento locale, eccetera; Grazie alla sua elevata efficienza e compattezza, le caldaie a tubi d'acqua sono adatte per la produzione industriale su larga scala, potenza della nave, riscaldamento centralizzato urbano e altre occasioni con severi requisiti di efficienza termica e utilizzo dello spazio.
La struttura semplice riduce le difficoltà di produzione e il consumo di materiale, inoltre, i costi iniziali di approvvigionamento e installazione sono significativamente inferiori a quelli delle caldaie a tubi d'acqua, rendendoli economicamente più attraenti per le piccole e medie imprese con budget limitati.
Con pochi componenti e layout intuitivo, il tubo del fuoco può essere facilmente smontato, pulito o sostituito, il sistema di controllo ha una soglia operativa bassa, e la manutenzione quotidiana può essere completata senza tecnici professionisti, e il costo di funzionamento e manutenzione a lungo termine è controllabile.
La grande capacità d'acqua consente di ridurre lo shock di pressione attraverso il buffer del corpo idrico quando la pressione cambia causata dalle fluttuazioni del carico, e la stabilità operativa presenta evidenti vantaggi in condizioni di bassa pressione.
La disposizione dei tubi dell'acqua di forma speciale aumenta notevolmente la superficie di scambio termico, è più sufficiente il contatto tra i tubi dei fumi e quelli dell'acqua, e la perdita di calore è minore, e il funzionamento a lungo termine può ridurre significativamente il consumo di carburante, soprattutto in scenari ad alto carico.
Il design con fascio tubiero come nucleo può ottenere uno scambio termico efficiente in uno spazio limitato, adatto per navi, grandi fabbriche e altre occasioni con vincoli di spazio, e ha una maggiore adattabilità al sito durante l'installazione.
Oltre al sistema di monitoraggio e controllo attivo, la pressione è distribuita su più tubi e contenitori dell'acqua, evitando la concentrazione del rischio su un singolo componente portante, e la resistenza alle esplosioni e la capacità di avvertimento degli incidenti sono migliori.
La scelta dovrebbe essere strettamente correlata alle reali esigenze: se la richiesta di vapore è piccola, i requisiti di efficienza termica sono nella media, e il budget è limitato, e la manodopera per la manutenzione è insufficiente (come piccoli impianti di trasformazione alimentare, riscaldamento del negozio), le caratteristiche di basso costo e di facile manutenzione della caldaia a tubi di fumo sono più adatte; Se hai bisogno di vapore ad alta pressione e ad alta capacità, perseguire un elevato risparmio energetico, o hanno uno spazio di installazione limitato (come i grandi impianti chimici, centrali termoelettriche, sistemi di alimentazione della nave), l'efficienza, compattezza, e la sicurezza delle caldaie a tubi d'acqua sono la soluzione migliore.
Non esiste alcun vantaggio o svantaggio assoluto tra le caldaie a tubi d'acqua e le caldaie a tubi di fumo, solo diversi scenari di adattamento. La caldaia a tubi di fumo si basa sul piccolo, scenario di domanda intermittente di bassa pressione con “economia semplice”; Le caldaie a tubi d'acqua dominano il campo delle grandi dimensioni, applicazioni continue e ad alto parametro con “alta efficienza e compattezza”. Quando si sceglie, è necessario valutare in modo completo fattori come i parametri del vapore, budget, spazio, capacità di funzionamento e manutenzione, e altri fattori.
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