Generatori di vapore

Il modo più pratico per introdurre l’argomento dei generatori di vapore è darne una definizione che sia più semplice e comprensibile possibile: si definisce un generatore di vapore un’apparecchiatura o macchina termica progettata per trasferire il calore sviluppato a un liquido, che viene in questo modo riscaldato e trasformato in vapore.

Considerando che esistono tre metodi di trasmissione del calore (conduzione, convezione e irraggiamento), va poi precisato che essi sono tutti presenti all’interno di un generatore di vapore. Nello specifico:

• La trasmissione attraverso lo spessore del tubo avviene sempre per conduzione, ossia attraverso la trasmissione di calore in un mezzo solido, liquido o aeriforme dalle aree a temperatura maggiore verso quelle a temperatura minore
• La trasmissione da tubo ad acqua o vapore avviene sempre per convezione, ossia un tipo di trasporto (di materia ed energia) assente nei solidi e trascurabile per i fluidi molto viscosi, causato da un gradiente di pressione e dalla forza di gravità e caratterizzato da moti di circolazione interni al fluido
• La trasmissione dai gas combusti al tubo può avvenire per convezione o per irraggiamento, e quest’ultimo va inteso come il trasferimento di energia tra due copi per mezzo di onde elettromagnetiche

Esistono diverse tipologie di generatore di vapore, ciascuna delle quali dotata di elementi e peculiarità caratteristiche che ne permettono una più immediata classificazione.

• Tipo di installazione: fisso (il generatore non può essere trasportato senza demolire una parte dell’impianto), semifisso (il generatore può essere trasportato senza demolire una parte dell’impianto), semifisso monoblocco (il generatore risulta interamente trasportabile) o mobile (il generatore è installato su basamento mobile e fornisce la potenza indispensabile per il movimento)
• 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 (ossia parte integrante della superficie di scambio del generatore) oppure esterno (il generatore è in questo caso sprovvisto di focolare e definito “a recupero”)
• Combustibile bruciato: solido, liquido o gassoso
• Circolazione dell’acqua all’interno del generatore: 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)
• Pressione in camera di combustione: depressurizzata (la pressione in camera di combustione causa l’azione del camino ed è inferiore a quella atmosferica) o pressurizzata (la pressione in camera di combustione è superiore a quella atmosferica)

Va infine precisato che i generatori di vapore possono essere classificati anche in funzione di specifiche caratteristiche costruttive:

• Generatori di vapore a grande volume d’acqua
• Generatori di vapore a medio volume d’acqua (a tubi di fumo, a tubi di fumo a fondo bagnato oppure a tubi di fumo verticale)
• Generatori a tubi d’acqua (quali ad esempio i Babcock & Wilcox o i moderni generatori monoblocco)

In base alla rapida premessa appena fatta è facile comprendere come le innumerevoli tipologie di generatori di vapore siano progettate e realizzate per il soddisfacimento di specifici obiettivi di progetto, tanto in termini di funzionalità quanto in termini di performance.

Generatori di vapore: l’esperienza di Pelucchi SpA

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