Differenza tra caldaia subcritica e supercritica

Differenza chiave: subcritico vs supercritici Caldaia
 

Le caldaie sono recipienti chiusi in cui viene riscaldato un fluido, il più delle volte, è acqua. Anche se il nome di questo è una caldaia, il fluido non necessariamente bolle in questo. Il fluido riscaldato viene utilizzato in varie applicazioni tra cui il riscaldamento dell'acqua, il riscaldamento centralizzato, la cottura, ecc. Le caldaie subcritiche e supercritiche sono tali sistemi di generazione di vapore. Il differenza fondamentale tra una caldaia subcritica e supercritica è quella Le caldaie subcritiche lavorano a una pressione subcritica del fluido mentre le caldaie supercritiche lavorano a una pressione supercritica del fluido.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Qual è il punto critico
3. Cos'è la caldaia subcritica
4. Cos'è la caldaia supercritica
5. Somiglianze tra caldaia subcritica e supercritica
6. Confronto affiancato - Caldaia subcritica e supercritica in forma tabulare
7. Sommario

Qual è il punto critico?

Il punto critico di una sostanza è la temperatura e la pressione a cui tale sostanza può comportarsi come un gas e un liquido allo stesso tempo, quindi si verificano fasi di gas e liquido indistinguibili. Questo perché la densità della fase gassosa e della fase liquida è uguale a questo punto. Una sostanza che esiste a temperatura e pressione, al di sopra del suo punto critico è conosciuta come a supercritico fluido. Una sostanza che esce al di sotto del suo punto critico è conosciuta come a subcritical fluido. In una curva di equilibrio di fase, il punto critico è il punto finale della curva.

Figura 01: diagramma di fase che mostra il punto critico dell'acqua

Il termine supercritico nelle caldaie supercritiche si riferisce alle pressioni al di sopra del punto critico dell'acqua che la caldaia è in funzione. Il punto critico dell'acqua è alla pressione di 647 K e alla pressione di 221 bar (22,1 MPa). Pressioni inferiori a 221 bar sono note come "pressione subcritica"E sopra 221 bar è"pressione supercritica" d'acqua.

Cos'è una caldaia subcritica?

Le caldaie sottocritiche sono caldaie che funzionano a temperature fino a 374 ° C e ad una pressione di 3,208 psi (il punto critico dell'acqua). Queste caldaie compongono un sistema con endpoint di evaporazione costante. Un esempio tipico di una caldaia subcritica è il generatore di vapore a tamburo.

All'interno della caldaia, la circolazione naturale del fluido viene generata riscaldando i riser. La miscela di acqua e vapore che lascia questo riser viene quindi separata in acqua e vapore nel tamburo. L'acqua viene fatta circolare, l'acqua ritorna all'ingresso dell'evaporatore attraverso gli angoli inferiori mentre il vapore scorre nella camera del surriscaldatore.

Figura 02: una centrale termica

Se il fluido viene sottoposto a circolazione naturale, il campo di applicazione è limitato a circa 190 bar come pressione massima del tamburo. Ma se la circolazione viene effettuata utilizzando una pompa di circolazione, (nota come circolazione forzata), questa gamma può essere estesa. Questa estensione avviene a causa del fissaggio del punto finale di evaporazione nel tamburo. Inoltre, imposta la dimensione della superficie di riscaldamento nell'evaporatore e nel surriscaldatore. Uno dei principali inconvenienti della caldaia subcritica è che in queste caldaie si può formare una bolla.

Cos'è una caldaia supercritica?

Caldaia supercritica (generatore di vapore supercritico) è un tipo di caldaia che funziona in condizioni di pressione supercritica. Questo tipo di caldaie viene spesso utilizzato per generare elettricità. A differenza delle caldaie subcritiche, non c'è formazione di bolle nelle caldaie supercritiche e l'acqua liquida si converte immediatamente in vapore.

La caldaia supercritica funziona a temperature intorno a 538-565 ° C e pressioni superiori a 3.200 psi. Una caldaia supercritica ha un sistema con punto di evaporazione variabile. Queste caldaie sono senza batteria. Quindi, l'evaporazione avviene in un unico passaggio attraverso l'evaporatore. Il flusso di liquidi, la maggior parte delle volte; l'acqua, è indotta dalla pompa di alimentazione. Ciò rende il sistema azionabile a qualsiasi pressione desiderata, consentendogli di far funzionare il sistema in condizioni subcritiche o in condizioni supercritiche. Di conseguenza, il punto finale di evaporazione varia. Inoltre, per mantenere queste condizioni, le aree dell'evaporatore e del riscaldatore automatico si regolano automaticamente in base alle esigenze.

Figura 03: una caldaia a tubi d'acqua

Questa caldaia è denominata caldaia supercritica perché è azionata al di sopra della pressione critica dell'acqua che è di 221 bar. Poiché sopra il punto critico, non c'è distinzione tra vapore e acqua, l'acqua agisce come un fluido.

Oltre il punto critico dell'acqua, il calore latente della vaporizzazione è zero, e quindi non vi è alcuna distinzione considerevole tra la fase liquida e la fase vapore dell'acqua. uno dei principali vantaggi delle caldaie supercritiche è il minor consumo di carburante. Ciò causa una minore produzione di gas a effetto serra. e inoltre, a causa della formazione di bolle, si può osservare un minore consumo di acqua.

Quali sono le somiglianze tra caldaia subcritica e supercritica?

• Il meccanismo / ciclo operativo di base della caldaia sia subcritica sia supercritica è lo stesso.
• Ad eccezione degli evaporatori a tamburo nelle caldaie supercritiche, altre caratteristiche costruttive sono uguali.
• Le tecniche della Caldaia Subcritica e Supercritica usano attrezzature e strategie simili in funzione. cioè preriscaldatore d'aria, economizzatore, turbine, condensatori, pompe di alimentazione della caldaia, ecc.

Qual è la differenza tra caldaia subcritica e supercritica?

Caldaia subcritica vs supercritica
Le caldaie subcritiche sono caldaie che lavorano a temperature fino a 374 ° C e ad una pressione di 3,208 psi (il punto critico dell'acqua).	Caldaia supercritica (generatore di vapore supercritico) è un tipo di caldaia che funziona in condizioni di pressione supercritica.
Temperatura
Le caldaie subcritiche funzionano a temperature fino a 374 ° C.	Le caldaie supercritiche funzionano a temperature intorno a 538-565 ° C.
Pressione
Le caldaie subcritiche funzionano a una pressione di 3,208 psi.	Le caldaie supercritiche funzionano a una pressione superiore a 3.200 psi.
batteria
Le caldaie sottocritiche sono composte da tamburi.	Le caldaie supercritiche sono senza batteria.
Formazione di bolle
La formazione di bolle è un grave inconveniente nelle caldaie subcritiche.	Non ci sono bollenti caloriferi supercritici.

Sommario - Subcritico vs supercritici Caldaia 

Le caldaie subcritiche e supercritiche sono due forme di generatori di vapore che vengono utilizzati per la produzione di energia elettrica. Questi sono classificati come tali, in base alle loro condizioni operative. La differenza tra una caldaia subcritica e supercritica è che le caldaie subcritiche lavorano a una pressione subcritica del fluido mentre le caldaie supercritiche lavorano a una pressione supercritica del fluido.

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Riferimento:

1.SHIVAJI CHOUDHURY, CHIEF ENGINEER presso M P POWER GENERATING CO, JABALPUR Follow. "Super critico" LinkedIn SlideShare, 21 agosto 2014. Disponibile qui  
2. "Generatore di vapore supercritico". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 febbraio 2018. Disponibile qui
3. "Caldaie supercritiche". Desein. Disponibile qui  

Cortesia dell'immagine:

1. "Fase-diag2" di Matthieumarechal, (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia 

2.'NesjavellirPowerPlant edit2'By Gretar Ívarsson - Modificato da Fir0002 - Gretar Ívarsson, geologo presso Nesjavellir, (Public Domain) via Commons Wikimedia 
2.'Water tube boiler from Bangladesh'By Sm faysal - Opera propria, (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia