1

CURS FORMARE PE FUNCŢIE

CAZANE

CAPITOLUL 1: DEFINIŢIE CAZAN

Cazanul este un echipament termic care are ca rol funcţional producţia de agent termic.

Spre deosebire de grupul termic, cazanul nu are în dotare arzător, cu câteva mici excepţii.

Domeniul uzual de puteri termice: 18-4600 kW

CAPITOLUL 2: CLASIFICARE

a) din punct de vedere constructiv: monobloc (din oţel sau din oţel inoxidabil) sau din

elemenţi (din fontă)*

b) din punct de vedere al numărului de drumuri de gaze de ardere (parcursul pe care

gazele arse îl au în interiorul cazanului): cu 1 drum (specific cazanelor cu combustibil

solid – lemn, temperatura gazelor arse: 320°C, randament: 70%); cu 2 drumuri (de regulă

sunt cazane din oţel cu inversare a flăcării în focar, temperatura gazelor arse: 150-160°C

pentru combustibil gaz metan şi 200°C pentru combustibil lichid, randament: 90%); cu 3

drumuri (cazane din oţel şi fontă, randament: 95%)

Obs. Cu cât parcursul gazelor de ardere este mai lung în cazan, cu atât acestea degajează

mai multă căldură.

c) din punct de vedere al sursei de căldură pentru prepararea agentului termic: fără arzător

(lemn, cărbune, peleţi), arzător cu aer insuflat (combustibil lichid, gazos, solid, mixte)

d) din punct de vedere al tipului de agent termic preparat de cazan:

- cazane de apă caldă (temperatura agentului termic este mai mică de 110°C)

- cazane de apă fierbinte (temperatura agentului termic este mai mare de 110°C)

- cazane de abur (de joasă presiune: presiune mai mică de 0,5 bar; de medie presiune:

presiunea nu depăşeşte 5 bar; de înaltă presiune, cu presiune de 20 bar)

2

e) din punct de vedere al modului de circulaţie al agentului termic în raport cu gazele de

ardere: cazane ignitubulare la care gazele de ardere circulă în interiorul ţevilor drumurilor

de fum (de regulă cazane din oţel cu conţinut mare de apă) şi cazane acvatubulare la care

agentul termic circulă în interiorul ţevilor drumurilor de fum (de regulă cazane din fontă

cu conţinut mai mic de apă)

f) din punct de vedere al producătorului:

* Avantaje cazane din fontă/oţel:

- cazane din fontă: rezistenţă la coroziune, durabilitate mare în timp; demontabil, uşor de

manipulat şi montat, risc de înfundare mic, costuri de service scăzute

- cazane din oţel: rezistenţă la şocuri termice, risc de înfundare scăzut, domeniu extins de

puteri (până la 5000 kW).

- SIME:

- modelele ESTELLE, puteri termice: 31,3-57,5 kw

- modelele 1R, puteri termice: 65-93 kW

- modelele 2R, puteri termice: 100-267 kW

- modelele SOLIDA, funcţionare pe combustibil solid (lemn şi cărbune), puteri

termice: 21-40 kW

- VIESSMANN:

- modelele VITOROND 200 (cazane din fontă, cu trei drumuri de fum, în funcţie

de putere, unele modele sunt echipate cu arzător), puteri termice: 40-860 kW

- modelele VITOPLEX (cazane din oţel, cu trei drumuri de fum, în funcţie de

putere, unele modele sunt echipate cu arzător), puteri termice: 80-1800 kW

- modelele VITOCROSSAL 300 cazane in condensatie, puteri termice:

27-978 kw

- modelele VITOMAX (cazane din oţel, cu trei drumuri de fum), puteri termice:

650-19500 kw

- modelele VITOMAX – cazane abur sub presiune (cazane din oţel, cu trei

drumuri de fum) – 0.5-25 t/h

3

- modelele VITOLIGNO 100S, (cazan din oţel pe combustibil solid – lemn prin

gazeificare), puteri termice: 20-80 kW

- RIELLO (ITALIA):

- modelele RTQ (cazane din otel), puteri termice: 70-4070 kw

- modelele RIELLO 3500 SAT (cazane din otel), puteri termice: 105-746 kw

- modelele TREGI (cazane din fonta), puteri termice: 23.9-83.5 kw

- modelele TREGI NK (cazane din fonta cu boiler incorporat de 60L sau 100L),

puteri termice: 23.9- 63.2 kw

- ZDB (Cehia):

- modelele Viadrus G 300 (cazane din fontă acvatubulare, cu trei drumuri de

fum), puteri termice: 100-310 kW

- modelele Viadrus G 500-700 (cazane din fontă acvatubulare), puteri termice:

330-750 kW)

- modelele Legno (cazane din fontă pe combustibil solid - lemn), puteri termice:

20-49 Kw

- modelele PELET ECO (cazane din fontă pe combustibil solid - peleti), puteri

termice: 24-48 Kw

- ERENSAN (Turcia):

- modelele NA-R (CAZANE DIN OTEL), puteri termice: 70-2500 kW

- modelele NAK, (cazane pe combustibil solid – cărbune), puteri termice: 80-600

kW

- EKO-VIMAR (Polonia):

- modelele Orlan, (cazane cu funcţionare pe gazeificare - lemn), puteri termice:

18-80 kW

- VIMAR (Slovacia):

- modelele VIGAS (cazane cu funcţionare pe gazeificare – lemn), puteri termice:

18-80 kW

4

- GARIONI NAVAL (Italia):

- cazane de abur: modelele GBP (cazan abur joasă presiune, pn = 0,5 bar, cu

flacără întoarsă– două drumuri de fum), puteri termice: 70-1395 kW; modelele

VPR (cazan abur cu lamă de apă – fără ţevi de fum, pn = 10 bar), puteri termice:

30-349 kW; modelele GMT şi GMTv (cazan abur cu serpentină – circulare

forţată), puteri termice 419-5580 kW; modelele NGC (cazan abur cu două

drumuri de fum fără întoarcere de flacără), puteri termice: 209 – 4185 kW;

modelele GPT (cazan abur cu trei căi de fum), puteri termice: 1395 – 13950 kW;

modelele MAXI (generatoare electrice de abur)

- cazane cu agent termic ulei diatermic: modelele TH şi Th-AR, puteri termice:

465 – 6977 kW

CAPITOLUL 3: PARAMETRII

PARAMETRU Unitate de măsură EXEMPLU VALORI (SIME 1R/6)

Putere termică (utilă)* kW 64.8 Putere termică (focar)** kW 73.5

Randament % 88.4 Temperatura de lucru (maximă) °C 95

Suprapresiune în focar*** mbar -0,01 Presiune de lucru

(presiune maximă agent termic) bar 4

Pierdere de presiune (sarcină) pe circuitul hidraulic al cazanului (apă) mbar 30

Temperatură gaze de ardere °C 225 Pierdere de presiune pe circuitul de

gaze arse mbar 0,20****

Dimensiuni racorduri (tur; retur; alimentare cu combustibil;

evacuare gaze de ardere; golire) ” / mm

tur/retur:1 1/2” alimentare gaz: -

gaze arse: 150 mm golire: 3/4”

Dimensiuni de gabarit mm LxlxH: 595x560x1030 Masă kg 261

* putere termică utilă = putere transmisă agentului termic; ** putere termică focar = putere generată de arzător *** rezistenţa pe care cazanul o opune la circulaţia gazelor de ardere în interiorul lui (parametru folosit la dimensionarea arzătorului)

5

**** fără turbulatoare CAPITOLUL 4: CONSTRUCŢIE ŞI FUNCŢIONARE

a) cazan din oţel cu 2 drumuri de gaze de ardere, de tip ignitubular:

1 – uşă frontală (cu izolaţie din ciment refractar, grosime: 100 mm); 2 – ţevile sistemului convectiv (drumuri de gaze de ardere); 3 – dispozitive de turbionare a circuitului gazelor de

ardere: spirale din bare metal; 4 – vizor; 5 – arzător (se prinde pe cazan cu flanşe); 6 – izolaţia termică a uşii; 7 – manta; 8 – focar; 9 – izolaţia termică a cazanului; 10 – golire; 11 – racord apă întoarcere (retur agent termic); 12 – circuitul apei; 13 – cutia de fum; 14 – racord apă ducere (tur

agent termic); 15 – tablou de comandă; 16 – racorduri auxiliare de apă caldă

b) cazan din fontă cu 3 drumuri de gaze de ardere, de tip acvatubular:

Elementele principale sunt:

- schimbătorul de căldură constituit din următoarele elemente:

o element frontal

o element intermediar

o element posterior

o niple de legătură între elemente

o tiranţi

o teacă pentru termostate şi termometre

o uşă

o plăci metalice (dispozitive de turbionare a gazelor de ardere)

6

- tabloul de comandă constituit din următoarele elemente:

o întreruptor ON/OFF

o termostat reglaj temperatură agent termic

o termostat de siguranţă temperatură agent termic

o termometru

o manometru

- carcasă:

o panouri

o izolaţie

Construcţia unui astfel de cazan se exemplifică cu schema modelului Sime RONDO B

dată mai jos.

1 – element frontal 40 – termometru 0-120°C 2 – element intermediar 41 – mâner 3 – element posterior 42 – protecţie tablou de comandă 4 – niplu 43 – robinet de golire

5 – placă de fixare stânga pe manta 44 – element plastic acoperire tablou de comandă

6 - placă de fixare dreapta pe manta 45 – element plastic transparent acoperire tablou de comandă

7 – garnitură din cauciuc 46 – resort de contact 8 – tirant M10 x 435 47 – resort

9 – garnitură 48 – termostat de reglare acumulare (boiler)

10 – dop preaplin 49 – şurub M4 x 8 11 – reducţie 50 – comutator vară / iarnă 12 – teacă pentru aparat de măsură 51 – termostat de maxim 13 – supapă de sens 52 – garnitură pătrată 14 – turbulator inferior 53 – şurub 15 – turbulator superior 54 – diblu M10 x 65 16 – turbulator central 55 – izolaţie inferioară uşă 17 – diblu M10 x 33 56 - izolaţie superioară uşă 18 – uşă cameră de ardere 57 – colier de strângere cu cauciuc 19 – izolaţie din fibră ceramică 58 – panou posterior inferior 20 – calorifug vizor flacără 59 – racord tur instalaţie

7

21 – geam vizor flacără 60 – racord retur instalaţie 22 – vizor flacără 61 – supapă de sens 23 – fişă cablare 62 – distanţier

24 – releu 63 – circulator (pompă) Grundfos UPS 25-50

25 – suport fixare element frontal 64 – manşon 26 - suport fixare element posterior 65 – garnitură cauciuc 27 – piton (element de asamblare) 66 – piuliţă 28 – capac manta 67 – racord tur instalaţie 29 – tablou de comandă 68 – garnitură 30 – placă pentru înşurubare 69 – anod de magneziu 31 – termostat de reglare 45-85°C 70 - racord retur instalaţie 32 – boiler emailat cu izolaţie 71 – racord pompă – serpentină 33 – întreruptor bipolar luminos 72 – garnitură 34 – garnitură 73 – panou posterior superior dreapta 35 – termostat de siguranţă 74 - panou posterior superior stânga 36 – panou frontal inferior 75 – manta (carcasă) dreapta 37 – dop pentru orificiu buton 76 - manta (carcasă) stânga 38 – panou frontal superior 77 – flanşă boiler 39 - hidrometru

8

c) cazan pe combustibil solid cu un drum de gaze de ardere, acvatubular:

Elementele principale sunt:

- cutie comandă

- dispozitiv de reglare a debitului de aer ce intră în cazane

Acest tip de cazan este ilustrat prin schema modelului Legno (ZDB – Cehia) şi Solida

(SIME – Italia).

Cazan Legno (ZDB – Cehia)

9

Cazan Solida (SIME – Italia)

d) cazan pe combustibil solid cu gazeificare cu 2 drumuri de gaze de ardere, ignitubular:

Pentru exemplificare, se prezintă în schema de mai jos elementele principale ale

cazanului Orlan.

10

Avantajele acestei soluţii faţă de soluţia standard a cazanelor pe combustibil solid:

- randament ridicat (85%)

- autonomie în funcţionare între două încărcări mari (6-12 ore)

- procesul de ardere este curat, emisiile de noxe fiind reduse

- întreţinere uşoară

e) cazan de abur fără ţevi de fum (cu lamă de apă)

Acest tip de generatoare de abur se caracterizează printr-o intrare rapidă în regim. Din

punct de vedere constructiv, sunt alcătuite din doi cilindrii concentrici şi un tampon de rupere de

flacără care obligă gazele să nu se întoarcă. In figura de mai jos este prezentat un astfel de cazan,

model Garioni Naval.

11

CAPITOLUL 5: ACCESORIZARE

(subansamble care nu se află în componenţa cazanului dar care trebuie ofertate

suplimentar)

Accesoriile care se pot oferta în acelaşi timp cu cazanul sunt identice ca cele specificate

la grupurile termice. Suplimentar apare însă arzătorul (când este cazul, unele modele de cazane

fiind deja echipate cu arzător, de exemplu o parte din cazanele Viessmann din gamele Vitorond

200 şi Vitoplex).

CAPITOLUL 6: SCHEME DE INSTALAŢII

Principalele scheme pentru racordarea cazanelor în instalaţiile de încălzire şi de preparare

a apei calde de consum sunt identice celor arătate la grupurile termice. Se prezintă totuşi în ceea

ce urmează schema funcţională de racordare a cazanului RONDO (SIME) cu boilerul BA

(SIME) şi schema unei instalaţii cu vas de expansiune deschis pentru cazane pe combustibil

solid.

12

CAPITOLUL 7: PREZENTARE GAMǍ DE PRODUSE

Exemplu de prezentare:

Cazan Eko-Vimar – model ORLAN (cazan din oţel cu funcţionare pe combustibil solid –

lemn, prin gazeificare, cu 2 drumuri gaze de ardere):

- putere termică: 18 – 80 kW

- randament: 85%

- presiune de funcţionare agent termic: 1,8 bar

- temperatură maximă de lucru agent termic: 80-85°C

- combustibil: solid (lemn – gazeificare)

- concepţie: cazan ignitubular cu cameră de ardere formată din două compartimente

separate de o placă de beton refractar; camera din partea superioară este în acelaşi

timp şi compartimentul de încărcare cu combustibil şi camera de gazeificare a

13

lemnului; cazanul este prevăzut cu ventilator cu turaţie variabilă controlat electronic

care asigură aerul necesar arderii indiferent de tirajul coşului de fum (comandă în

funcţie de temperatura agentului termic şi de temperatura interioară).

Temă:

Pe baza exemplului de mai sus să se redacteze fişe de prezentare pentru celelalte cazane.