Les calderes de vapor són irreemplaçables en diversos processos tecnològics. El seu objectiu principal és generar vapor saturat i sobreescalfat, que es pot produir de dues maneres diferents.
Les calderes de vapor s’utilitzen més com un dels elements del cicle tecnològic per a la producció d’electricitat a les centrals tèrmiques. El vapor d’aquestes calderes entra a les pales de la turbina de vapor, accionant-lo i el generador. A més, el vapor saturat és demandat en diversos processos per al processament de matèries primeres, teixits i plàstics químics i metàl·lics.
En els serveis públics de la xarxa de calefacció, les calderes de vapor s'utilitzen per escalfar l'aigua indirecta en sistemes de calefacció i per utilitzar la calor dels productes de combustió de les calderes de gas. Hi ha dos tipus principals de calderes, que es diferencien pel principi del dispositiu generador de vapor.
Generadors de vapor de tambor
Les calderes de tambor són les més segures, tot i que es caracteritzen per la gran complexitat del dispositiu. Normalment, aquestes calderes s’instal·len junt amb forns de vòrtex i ciclons, en els conductes d’escapament dels quals es troba un economitzador, un sistema de canonades tancades col·locat a les parets o cavitat del conducte d’escapament, per on passen productes de combustió amb una temperatura elevada. A l’economitzador, l’aigua s’escalfa prèviament i després entra a través de les canonades elevadores cap a un tambor, un recipient de gran volum amb aigua bullent.
A mesura que es mou a través de les canonades, l’aigua s’escalfa encara més, de manera que s’observa una bullida molt activa al tambor. El vapor generat com a resultat de l'evaporació entra al sobreescalfador, on augmenta la seva temperatura, i després a la turbina o cap a una altra cadena tecnològica. L’aigua que es refreda i s’assenta al fons del tambor passa pel cicle de circulació i s’alimenta de nou cap a les canonades elevadores.
Calderes de vapor de flux directe
En les calderes de flux directe, no hi ha tambor, per tant, els paràmetres del vapor a la sortida estan controlats exclusivament per la temperatura. L'eficiència d'aquestes calderes és molt inferior a les de tambor, però augmenta la velocitat de generació de vapor. El sistema de caldera interna és un sistema de canonades seqüencials amb tres parts principals. Primer, l’aigua entra a l’economitzador per a la calefacció primària. Després es bomba a pressió als tubs de l’evaporador, on bull i s’evapora activament a mesura que es mou. Després d'això, el flux de vapor calent entra a la bobina del superescalfador, on augmenten la temperatura i la pressió.
El principi de la canonada
Tots dos tipus de calderes poden tenir tant canonades d’aigua com de gas. La diferència és que, en el primer cas, l’aigua i el vapor passen per les canonades, mentre que el medi escalfador es troba al seu voltant. En el segon cas, els gasos escalfats durant la combustió es transporten a través de canonades a una velocitat baixa i es posen dins d’un contenidor amb aigua o vapor.
