Caldaia a vapore

storia

La caldaia a vapore o, più correttamente, il generatore di vapore può essere definita come un’apparecchiatura realizzata per il riscaldamento di un liquido per portarlo alla sua evaporazione Tipicamente, la caldaia a vapore opera in modo continuo e in condizioni controllate e proprio per questa ragione il vapore d’acqua prodotto viene impiegato come eccellente vettore energetico.  Nel linguaggio comune, vapore è utilizzato come sinonimo di vapore acqueo, anche detto vapore d’acqua

La caldaia a vapore può sfruttare diverse fonti di energia, quali:

  • I combustibili fossili
  • Gas esausti di processi industriali (tipicamente nel caso del cosiddetto ciclo combinato o della cogenerazione)

Si definisce più propriamente caldaia quella parte del generatore di vapore a combustione interna in cui il liquido, generalmente acqua, viene riscaldato e vaporizzato.

La caldaia a vapore può essere classificata in funzione di diversi parametri:

  1. Il fluido vettore energetico che provvede alla generazione del vapore
  2. La tipologia di partizione (a tubi d’acqua, a tubi di fumo)
  3. La tipologia di circolazione, che può essere naturale, assistita o combinata, ma anche forzata
  4. Il contenuto di fluido in rapporto alla superficie da riscaldare
  5. La tipologia di tiraggio (atmosferico, in depressione, pressurizzato)
  6. La mobilità del manufatto (fiso, semifisso, locomobile ecc.)
  7. La portata di vapore
  8. La pressione massima di esercizio, calcolata in bar

Va poi precisato che la caldaia a vapore si caratterizza anche per:

  • Pressione di bollo: bassa (inferiore a 1 bar), media (da 1 a 15 bar), alta (da 15 a 100 bar), altissima (oltre i 100 bar)
  • Disposizione del focolare: interno (ovverosia parte integrante della superficie di scambio del generatore) o esterno (il generatore è in questa modalità sprovvisto di focolare e definito “a recupero”)
  • Combustibile bruciato: che potrà essere solido, liquido o gassoso
  • Circolazione dell’acqua all’interno della caldaia: naturale (il moto avviene per effetto dei moti convettivi), mista (ossia aiutata da una pompa di circolazione) o forzata (l’acqua immessa tramite pompa nel generatore viene riscaldata, vaporizzata ed eventualmente surriscaldata percorrendo un unico circuito)
  • Percorso dei fumi: a tubi di fumo (l’acqua bagna la parte esterna dei tubi e all’interno circolano i prodotti della combustione) oppure a tubi d’acqua (l’acqua circola all’interno di tubi suborizzontali, subverticali o verticali e i prodotti della combustione investono la parte esterna)

Infine, è importante sottolineare che la caldaia a vapore può anche differenziarsi a seconda di specifiche esigenze progettuali o di performance. Qualche esempio:

  • Caldaia a vapore a grande volume d’acqua
  • Caldaia a vapore a medio volume d’acqua (a tubi di fumo, a tubi di fumo a fondo bagnato oppure a tubi di fumo verticale)
  • Caldaia a vapore a tubi d’acqua

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