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intercorrenti tra la sua temperatura attuale e quella di saturazione. Il surriscaldamento non può essere dato al vapore fintanto che esso si trova all’interno della caldaia. Il vapore saturo deve passare attraverso uno scambiatore di calore aggiuntivo in cui il mezzo di riscaldamento primario è normalmente costituito dai fumi caldi provenienti dalla combustione. Il vapore surriscaldato viene utilizzato principalmente per la produzione di energia a mezzo turbine in cui il vapore viene diretto da ugelli su rotori appositamente previsti e sagomati. Questo imprime al rotore un elevato moto di rotazione. L’energia necessaria per rendere possibile il movimento può provenire solamente dal vapore; perciò ne consegue che il vapore una volta che è passato attraverso il rotore, possiede meno energia. Se il vapore fosse alla temperatura di saturazione, tale perdita di energia provocherebbe la condensazione di parte del vapore stesso. Inoltre, le turbine hanno sempre un certo numero di “stadi”, per cui il vapore scaricato dalla prima sezione viene diretto ad una seconda sezione posta sullo stesso albero e così via. Ciò significa che il vapore saturo diventerebbe sempre più umido al termine di ogni stadio successivo. Questo non solo comporterebbe dei colpi d’ariete all’interno della turbina, ma le particelle d’acqua causerebbero altresì una seria erosione sulle pale della turbina stessa. Questa non è la sola ragione per cui in turbina si usa vapore surriscaldato: il vapore surriscaldato può essere infatti convogliato a velocità significativamente più elevate non solo attraverso i tubi, ma anche attraverso gli ugelli delle macchine. Il vapore surriscaldato in una turbina di una centrale elettrica può essere ad esempio a 150 bar g ed a 550 °C, di cui oltre 200 °C sono di surriscaldamento. L’energia nella parte surriscaldata può essere determinata nel modo seguente: hg per vapore saturo a 150 bar g = 2607 kj/kg hg per vapore a 150 bar g/550 °C = 3445 kj/kg per cui l’energia del surriscaldamento = 3445 - 2607 = 838 kj/kg Vapore: I vantaggi In virtù del suo alto contenuto termico il vapore, per convogliare una data quantità di calore solitamente necessita di tubazioni di dimensioni più ridotte rispetto ai sistemi che usano fluidi liquidi. Ciò comporta un minor capitale investito. Le tubazioni per vapore sono relativamente leggere in peso. In un sistema ad acqua 50 metri di tubazione del diametro di 150 mm contengono 930 kg d’acqua; invece il peso del vapore a 6 bar g nella tubazione di uguale diametro e lunghezza è approssimativamente di 4 kg. Ciò naturalmente Spirax Sarco “Il Vapore nelle Lavanderie Industriali” semplifica le strutture meccaniche di sostegno delle tubazioni. La portata di vapore è funzione della differenza di pressione sulla linea, non vi è quindi necessità di usare costose pompe di circolazione. E’ vero che un impianto a vapore richiede pompe di alimento della caldaia e forse pompe di ritorno condensato ma il confronto è sempre a favore del vapore. Il vapore è un fluido “flessibile” in quanto, entro i limiti della potenzialità produttiva del vapore stesso si possono aggiungere o togliere carichi senza sbilanciare l’impianto od alterarne la funzionalità. Quanto sopra non accade con impianti che usano fluidi liquidi in quanto questi sistemi necessitano di: 1. pompe a velocità variabile 2. sistemi di taratura e bilanciamento idraulico 3. controlli della pressione diffferenziale. -Gli impianti a vapore non necessitano di valvole di regolazione a tre vie, ma il sistema viene normalmente controllato usando valvole a due vie. -Il vapore presenta un certo numero di vantaggi per l’utenza finale: -I coefficienti di scambio termico risultano spesso doppi rispetto a quelli corrispondenti di un impianto ad acqua; gli impianti a vapore sono quindi di dimensioni minori. -Il vapore riempie tutti gli spazi disponibili a temperatura uniforme evitando così i costi relativi a deviatori o raddrizzatori di flusso. Temperature più basse sono prontamente ottenute con valvole riduttrici di pressione poste nel punto di utilizzo. -La uniforme temperatura del vapore in tutti i processi industriali a scambio termico presenta vantaggi rispetto a sistemi ad olio ad alta temperatura oppure ad acqua surriscaldata poiché l’uso di questi fluidi presuppone l’accettazione di gradienti di temperatura sulle superfici di scambio. Questo è un notevole vantaggio in quei processi che richiedono una uniforme temperatura di scambio. Qualità del vapore Il vapore dovrebbe essere: disponibile al punto d’uso disponibile nella quantità necessaria a pressione ed a temperatura previste esente da aria e gas incondensabili esente da corpi estranei secco Esaminiamo queste caratteristiche punto per punto. La quantità necessaria deve: corrispondere alle esigenze applicative. La quantità necessaria deve essere adeguatamente calcolata e le tubazioni devono essere dimensionate in modo idoneo. 4 Copyright 2004 Spirax-Sarco s.r.l.
