Caldaia industriale: guida completa sui generatori di vapore

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La caldaia industriale, componente essenziale per l’impianto di riscaldamento delle industrie, presenta dimensioni e prestazioni maggiori per adattarsi alle esigenze richieste. Molte aziende, infatti, necessitano di questi potenti generatori di calore. A questo scopo, è necessario scegliere la migliore caldaia industriale in vendita, quella più adatta a ciascuna esigenza, che sia in grado di garantire sempre prestazioni performanti.

Gli impianti di riscaldamento industriale, progettati per garantire prestazioni elevate, sono essenziali nelle industrie al fine di garantire maggior efficienza lavorativa. Ma cos’è una caldaia industriale? È importante precisare questo concetto: la caldaia industriale è l’elemento fondamentale di un impianto di riscaldamento, che attraverso il processo di combustione realizza il passaggio di calore di un liquido senza la sua ebollizione. 

Grazie a questo procedimento e all’impianto stesso, il calore è distribuito uniformemente all’interno degli ampi spazi caratteristici di una fabbrica/industria. Questo apparecchio, nel momento in cui il liquido si trasforma in aeriforme, è chiamato generatore di vapore.

Prima di approfondire quest’ultimo aspetto nel dettaglio e vedere meglio il suo funzionamento, è importante precisare che ogni grande industria deve possedere il giusto impianto di riscaldamento. Vediamo quindi cos’è una caldaia industriale e come funziona.

Come funziona un generatore di vapore?

Il generatore di vapore, o caldaia a vapore, è un apparecchio che produce vapore saturo, ottenuto dal riscaldamento dell’acqua all’interno di un serbatoio chiuso. 

Il calore, emanato da questi strumenti, è generato dalla combustione di energie fossili, come ad esempio metano, gasolio e così via. Questa funzione è molto importante per diverse produzioni industriali quali: 

  • settori alimentari (come la conserviera o lattiero-casearia); 
  • produzione di carta e cartone;
  • lavorazioni di bevande alcoliche (come birra e vini);
  • lavorazioni di gomma, plastica, imballaggi e pneumatici;
  • lavorazioni di chimica e petrolchimica per prodotti base o resine;
  • generazione da gas o carburanti liquidi;
  • industrie farmaceutiche;
  • industrie tessili;
  • lavanderie;
  • raffinerie;
  • industrie metalmeccaniche.

Quelli poc’anzi citati sono solo alcuni dei principali settori in cui questi apparecchi trovano utilizzano. Per quanto riguarda invece i componenti principali della caldaia si suddividono in:

  • bruciatore: l’organo d’ingresso dell’energia termica, con il quale è generata una fiamma in grado di trasmettere calore, sia per conduzione termica sia per irraggiamento;
  • camera di combustione: componente che contiene al suo interno il bruciatore e può presentare una pressione superiore a quella atmosferica;
  • fascio tubiero: insieme di tubi che hanno la funzione di aumentare la superficie di scambio tra acqua e fumi. È importante precisare che non sempre sono presenti nelle caldaie;
  • camino: condotto esterno che si occupa di disperdere i prodotti di combustione esausti.

È importante precisare che una caldaia a vapore necessita di una costante alimentazione dell’acqua, che può essere corrente o riscaldata in parte. In quest’ultimo caso si riducono i tempi di trasformazione in vapore.

Generatore di vapore industriale ad alta efficienza: quali caratteristiche deve avere?

Bisogna fare una distinzione tra due tipologie di generatori di vapore: a tubi da fumo e a tubi d’acqua. Vediamo le caratteristiche.

Caldaie a tubi da fumo 

Le caldaie a tubi da fumo sono composte da un grande serbatoio cilindrico in cui è posizionata la camera di combustione, unitamente a una serie di tubi in cui sono fatti passare i fumi della combustione. Durante il medesimo tragitto, quest’ultimi cedono il calore all’acqua nel serbatoio. I gas di scarico, passando all’interno del serbatoio, prendono il nome di “tubi da fumo”.

Queste tipologie di caldaie a grandi volumi d’acqua sono quelle maggiormente utilizzate nelle aziende: consentono un’installazione semplice, sono più facili da gestire, hanno un rendimento più elevato, consentono una maggiore flessibilità d’impiego e una più semplice manutenzione.

Nel caso in cui l’azienda necessiti dell’installazione di una caldaia a vapore, la versione è di fondamentale importanza. Quella “a tre giri di fumo e fiamma passante”, per esempio, permette di ridurre notevolmente le emissioni NOx fino agli 80 mg/Nm³. 

Un altro elemento importante è la camera di combustione. Quella a cilindro liscio, che ben si adatta alla lavorazione, al montaggio e alla saldatura, è altamente preferibile. Se le pressioni di esercizio sono particolarmente elevate, invece, è meglio optare per un cilindro corrugato e formato a caldo.

Caldaie a tubi d’acqua

Le caldaie a “vaporizzazione istantanea”, dette anche “rapide”, fanno parte della categoria delle caldaie a tubi d’acqua. Questi generatori di vapore sono più piccoli di quelle descritte precedentemente e presentano, nella loro composizione, un tubo formato da due anelli concentrici avvolti a spirale. All’interno di questo tubo, condotta da una pompa, scorre acqua ad alta pressione. Il bruciatore genera una fiamma all’interno dell’anello più piccolo, il cui percorso all’interno delle spirali trasforma poi l’acqua in vapore per mezzo del riscaldamento.

Altri aspetti da valutare per un generatore di vapore ad alta efficienza

Come abbiamo visto più volte in questo articolo, dato che questi apparecchi sono impiegati per le lavorazioni delle grandi industrie, devono garantire ottime prestazioni e un’alta efficienza. A proposito di questo, altri elementi di cui devono disporre sono:

  • capacità di isolamento: questa componente deve essere estesa alle porte interiori, alla cassa fumi e agli allacciamenti idraulici;
  • recuperatore: questo dispositivo ha la funzione di riscaldare l’aria comburente del bruciatore, attraverso uno scambiatore situato allo scarico fumi del generatore, aumentando il rendimento del sistema fino al 2,5%;
  • economizzatore: l’installazione di questo aspetto incrementa il rendimento del sistema del 5%, incrementando il risparmio sul consumo del combustibile. In questo caso, le dimensioni dello scambiatore fumi/acqua sono ridotte così da consentire l’installazione completa nel corpo caldaia, riducendo l’esigenza di spazio del generatore in centrale termica;
  • refrattari: è necessario che sia ridotto al minimo l’utilizzo di cementi e materiali refrattari, affinché diminuiscano le dispersioni termiche causate dall’accumulo di calore. Questo avviene riducendo al minimo le parti della caldaia non raffreddate sia nella parte posteriore sia in quella frontale;
  • scambiatore a condensazione: installare questo accessorio permette di sfruttare maggiormente il calore residuo dei fumi, aumentando il rendimento di sistema del 7%.

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