¿Cuál es la diferencia entre calderas e intercambiadores de calor?

BLos engrasadores y los intercambiadores de calor son dos piezas típicas y vitales de los equipos industriales. Desempeñan un papel clave en la transferencia y conversión de energía térmica, aunque sus definiciones, funciones, principios de funcionamiento, etc., difieren. Este artículo realiza principalmente un análisis comparativo de calderas e intercambiadores de calor para comprender mejor sus distintas propiedades y escenarios de aplicación.

FEn primer lugar, cuando se trata de calderas e intercambiadores de calor, consideramos sus definiciones.¿Cómo son las definiciones para ambos?

 Una caldera es un recipiente a presión que convierte la energía química liberada por la quema de un combustible (sólido, líquido o gaseoso) en energía calorífica y emite agua caliente o vapor al exterior.

 Un intercambiador de calor es un dispositivo de baja energía que transfiere calor entre componentes en dos o más fluidos de diferentes temperaturas. Transfiere calor de un fluido más caliente a un fluido más frío, elevando la temperatura del fluido al índice especificado por el proceso y satisfaciendo los requisitos del proceso. También es un equipo clave para aumentar la eficiencia energética.

LExaminemos ahora las distinciones entre los dos equipos.mediante definiciones desde diversos ángulos.

 En primer lugar, las calderas generan energía térmica quemando combustible, que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Los tres combustibles más populares son el carbón, el petróleo y el gas natural. Sin embargo, los intercambiadores de calor no generan energía térmica. Depende de otros sistemas de calefacción para obtener energía térmica, por lo que no se produce ningún proceso de combustión ni se utiliza combustible. Ésa es la primera diferencia: si se utiliza combustible.

 En segundo lugar, ambos tienen diferentes cambios de forma de energía durante el funcionamiento: la energía química del combustible en la caldera se transforma en energía térmica, mientras que ninguna forma de energía se convierte dentro del intercambiador de calor. Sólo existe una forma de energía: la energía térmica.

 Cuando se trata de cambios en las formas de energía, es necesario saber cómo funcionan. Las calderas utilizan la combustión de combustible u otros métodos de calentamiento para calentar agua a altas temperaturas y producir vapor, mientras que los intercambiadores de calor funcionan transfiriendo calor entre diferentes fluidos, generalmente mediante contacto directo o mediante superficies de intercambio de calor. El calor se transfiere de un fluido a otro, provocando que se caliente o se enfríe. Por lo tanto, existen diferencias entre los dos en términos de principios de funcionamiento.

 Después de comprender el principio de funcionamiento, podemos saber que los medios utilizados por los dos también son diferentes. Las calderas sólo utilizan un medio, normalmente agua, mientras que los intercambiadores de calor suelen utilizar dos medios diferentes. Los diferentes medios pueden ser fluido y fluido, fluido y gas, gas y gas, etc., o sólido y fluido, etc.

Télentornos de aplicaciónde los dos también son diferentes. Las calderas se utilizan generalmente en ambientes de alta temperatura y alta presión, mientras que la temperatura de trabajo de los intercambiadores de calor generalmente es de -50 grados a 150 grados. Por supuesto, la temperatura de trabajo específica todavía depende de la aplicación real. La presión de trabajo del intercambiador de calor también está relacionada con la aplicación. En términos generales, los intercambiadores de calor de baja presión pueden soportar presiones desde cientos de Kpa hasta varios MPa, los intercambiadores de calor de presión media pueden soportar presiones desde varios MPa hasta más de diez MPa, y el rango de presión de los intercambiadores de calor de alta presión puede alcanzar decenas. de MPa o incluso superior.

AAfectados por el entorno de aplicación, las calderas y los intercambiadores de calor también difieren enselección de materiales. Las calderas consideran principalmente materiales que pueden soportar altas temperaturas y alta presión y se centran en la seguridad, mientras que los intercambiadores de calor consideran principalmente la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste y la conductividad térmica de los materiales.

Tlos siguientes sondiagramas estructuralesde la caldera y del intercambiador de calor:

 como caComo se puede ver en la imagen, la caldera consta de un horno, un quemador, una superficie de calentamiento, una pared de agua, un conducto de humos y otros componentes, mientras que el intercambiador de calor consta de una carcasa, un haz de tubos, un distribuidor de flujo, una entrada y salida, un marco de soporte, y otros componentes. Por lo tanto, los dos también son diferentes en términos de diseño estructural.

Télcampos de aplicaciónLos tipos de calderas e intercambiadores de calor también son diferentes:

• Las calderas se utilizan principalmente en calefacción, generación de energía y procesos industriales donde se requiere una gran cantidad de energía térmica.
• Los intercambiadores de calor se utilizan principalmente en los campos químico, petrolero, de procesamiento de alimentos, HVAC y otros campos industriales.

AComo importantes equipos industriales de energía térmica, las calderas y los intercambiadores de calor tienen características propias en cuanto autilización de energía.

 Las calderas se utilizan principalmente para producir vapor y agua caliente. Su utilización de energía se ve afectada por muchos factores, como el tipo de combustible, el método de combustión, el diseño de la caldera, etc. En términos generales, las calderas no pueden utilizar completamente la energía generada por el combustible y también hay una cierta pérdida de energía durante el arranque y el apagado. Procesos de la caldera. La energía térmica contenida en los gases residuales y en las aguas residuales generadas normalmente se desperdicia. Si estas aguas residuales y este gas se pueden reciclar, la tasa de utilización de energía se puede mejorar de manera efectiva. A través de sistemas de combustión eficientes y medidas de gestión de operación, se puede mejorar la eficiencia energética de las calderas y reducir el consumo de energía y los costos de producción.

 En comparación con las calderas, los intercambiadores de calor, como equipos de transferencia de energía térmica, tienen algunas ventajas y características únicas en términos de utilización de energía. Los intercambiadores de calor funcionan según el principio de intercambio de calor y no utilizan combustible directamente. Por lo tanto, en comparación con las calderas, tienen una mayor utilización de energía y menos desperdicio de energía. Los intercambiadores de calor se pueden utilizar junto con otros equipos dentro del sistema para utilizar eficazmente el calor residual y recuperar energía para mejorar la utilización de la energía. Por ejemplo, en un sistema de refrigeración, el condensador se puede utilizar como intercambiador de calor para recuperar el calor residual generado durante el proceso de refrigeración para otros usos. Los intercambiadores de calor generalmente tienen las características de una estructura simple, operación estable, fácil operación y gestión de mantenimiento, y reducen el costo y la dificultad de utilización de energía.

ALos equipos industriales, las calderas y los intercambiadores de calor también enfrentanambiental desafíos de protecciónmientras utiliza energía. En primer lugar, cuando la caldera quema combustible, produce gases residuales como dióxido de carbono y óxidos de azufre. Si estos gases residuales se vierten a la atmósfera sin tratamiento, contaminarán el medio ambiente. Especialmente los óxidos de nitrógeno y los óxidos de azufre, que son los principales contaminantes que forman la lluvia ácida y el smog fotoquímico. No hay ningún combustible involucrado en el proceso de intercambio de calor para liberar calor, por lo que el intercambiador de calor en sí no produce ninguna emisión y tiene un impacto relativamente pequeño. en el medio ambiente.

IPara garantizar el funcionamiento normal y la estabilidad a largo plazo de calderas e intercambiadores de calor,trabajos regulares de mantenimiento y reparacióndebe llevarse a cabo. En este sentido, las calderas y los intercambiadores de calor siguen teniendo diferentes ciclos de funcionamiento y métodos de procesamiento.

 Las calderas participan en el proceso de combustión y requieren una limpieza periódica del horno y inspecciones del quemador. La frecuencia y el período de mantenimiento son relativamente altos. El mantenimiento de la caldera incluye principalmente la sustitución del quemador, la inspección y limpieza del horno, la reparación de fugas, la sustitución de las tuberías de calefacción y la calibración y el mantenimiento periódicos de los accesorios de seguridad de la caldera. La reparación y el mantenimiento de calderas se centran en garantizar el funcionamiento seguro y eficiente del equipo.

 El mantenimiento del intercambiador de calor es relativamente poco frecuente, pero es necesaria una limpieza e inspección periódicas. El mantenimiento del intercambiador de calor incluye principalmente limpieza, verificación del rendimiento del sellado y reemplazo de piezas dañadas. La reparación y mantenimiento de intercambiadores de calor se centran en la eficiencia del intercambio de calor del equipo y en extender su vida útil.

Resumen