Une chaudière est un récipient dans lequel l'eau est chauffée sous pression et vaporisée dans de la vapeur dans un but précis. Il existe plusieurs types de chaudières, chauffées au charbon, au combustible solide, au pétrole ou au gaz. La taille des chaudières varie considérablement, allant des petites unités portatives ou assemblées à des grands fours qui brûlent 6 tonnes de charbon par minute. Les chaudières fonctionnent à pression positive et toutes les pièces doivent être suffisamment résistantes pour supporter la pression de la vapeur qu'elles génèrent. La plupart des chaudières à haute pression sont utilisées à des fins commerciales ou industrielles.
Pression maximale admissible
Les chaudières sont classées selon leur capacité de pression, leur type de conception et leur utilisation. La pression de service maximale admissible, ou MAWP, est la pression maximale que le réservoir (la chaudière) est conçu pour résister. Cette pression est mesurée en livres par pouce carré ou «psi» et la pression manométrique est exprimée en «psig». La National Fire Prevention Association et les normes fédérales définissent une chaudière à vapeur de type II comme celle qui produit de la vapeur à haute pression entre 16 et 150 psig. Une chaudière à vapeur de type III produit de la vapeur entre 151 et 350 psig.
Chaudière à tube d'eau
Dans ce type de chaudière, le combustible est brûlé à l'intérieur du four, créant un gaz chaud qui chauffe l'eau ses tubes. L'eau est convertie en vapeur qui s'élève pour être captée dans un tambour à vapeur, où la vapeur saturée est soutirée. Cela rentre dans le four à travers un surchauffeur, où il devient encore plus chaud. Lorsque la température de la vapeur surchauffée est supérieure au point d'ébullition, elle devient un gaz sec sous pression qui est utilisé pour entraîner les turbines. La plupart des chaudières à tubes d'eau ont une capacité de 4 500 à 120 000 kilogrammes par heure de vapeur. Les chaudières à tubes d'eau dans les centrales thermiques sont également appelées unités génératrices de vapeur. Benson Boiler
La chaudière Benson est appelée un générateur de vapeur supercritique et est souvent utilisé pour produire de l'énergie électrique. Il fonctionne à une pression si élevée, supérieure à 3200 psi, que l'ébullition réelle s'arrête et qu'il n'y a pas de séparation eau-vapeur. Il n'y a pas de bulles, car la température de l'eau est supérieure à la pression critique à laquelle les bulles peuvent se former. Cette vapeur travaille dans une turbine haute pression, puis entre dans le condenseur du générateur. Le terme «chaudière» ne doit pas être utilisé avec ce générateur de vapeur car l'ébullition ne se produit pas vraiment.
Chaudière à vapeur surchauffée
Ce type de chaudière vaporise de l'eau puis chauffe la vapeur dans un surchauffeur, produisant de la vapeur à une température beaucoup plus élevée. Cela crée une température d'évacuation des gaz de combustion plus élevée, sauf si un "économiseur" est utilisé. L'économiseur chauffe l'eau d'alimentation qui passe à travers un réchauffeur d'air de combustion dans le chemin d'évacuation des fumées chaudes. Cette vapeur surchauffée augmente souvent le rendement global de la production de vapeur et son utilisation avec des gains de température d'entrée aux turbines. La vapeur surchauffée crée des problèmes de sécurité, car si un composant du système tombe en panne et que de la vapeur s'échappe, la haute pression et la température peuvent être mortelles. La température dans la zone du four à gaz de la chaudière est généralement entre 2400 et 2900 degrés Fahrenheit. Certains d'entre eux sont des appareils de chauffage par convection, absorbant la chaleur d'un gaz semblable à un fluide, tandis que d'autres sont radiants, absorbant la chaleur de rayonnement.
