Ce este un cazan vertical?

Un cazan vertical este un tip de generator de abur în care carcasa cazanului este situată vertical în loc de orizontal. La fel ca toate tipurile de cazane, un cazan vertical poate fi fie dintr-un tub de apă, fie dintr-un tub de foc. Un cazan vertical este foarte diferit de ceea ce s-ar găsi pe o locomotivă cu abur tipică, deoarece aceste cazane sunt de obicei orientate orizontal în loc de vertical. Cazanele verticale se găsesc cel mai frecvent pe vehiculele mai mici cu abur, cum ar fi mașinile cu abur, bărcile și vagoanele. Cu unele rare ocazii, totuși, au fost folosite cazane de locomotivă verticală.

Un cazan cu tub de foc vertical, care este cel mai puțin eficient, se găsește cel mai frecvent pe mașinile cu abur, pe lansare cu abur sau pe bărci anterioare și pe unele locomotive și vagoane cu abur rar găsite. Un cazan cu tuburi de foc constă dintr-un volum de apă în interiorul carcasei prin care traversează tuburi goale, verticale. Gazele fierbinți de la un arzător dedesubt curg prin tuburi, unde tubulatura încălzită generează suficientă căldură pentru a crea abur. Cazanele cu tuburi de apă sunt exact opusul, deoarece apa trece prin tuburi, care sunt încălzite de flăcările care le înconjoară.

Dacă un cazan vertical folosește sau nu o construcție a tubului de foc sau a tubului de apă, depinde de obicei de aplicație. Cele mai multe lansări tradiționale cu abur și mașinile cu abur anterioare foloseau cazane cu tub de foc pentru simplitatea lor și costul scăzut al materialelor. Singura problemă este că toată apa din sistem trebuie încălzită deodată; acest lucru face ca presiunea din clădire să fie un proces lung și prezintă un risc crescut de explozie a aburului. Cazanele cu tuburi de apă, pe de altă parte, sunt cunoscute că încălzesc apa foarte rapid și eficient și se găsesc cel mai frecvent în mașinile cu abur avansate și centralele electrice. Dezavantajul acestora este însă cheltuiala cu materialele utilizate pentru fabricarea lor.

Există multe avantaje și dezavantaje ale cazanelor verticale, dar în majoritatea aplicațiilor, avantajele par să depășească dezavantajele. Unul dintre cele mai mari avantaje ale unui cazan vertical este dimensiunea compactă – centralele orizontale ocupă mult mai mult spațiu, deoarece sunt amplasate într-o manieră care ocupă multă lungime. Pe un cazan vertical, însă, întreaga carcasă este verticală; din această cauză, sunt mult mai compacte din perspectiva lungimii în comparație cu omologii lor orientați pe orizontală. Un astfel de aranjament le face mai practice pentru vehiculele cu abur, care necesită manevrabilitate sau o instalație de abur mai compactă. Un alt avantaj este că nivelul apei nu trebuie menținut atât de atent, deoarece volumul de apă încălzit este întotdeauna situat deasupra focarului.

În funcție de dispunerea tuburilor, cazanele verticale pot avea însă și dezavantajele lor. În cazul cazanelor cu tub de foc, una dintre acestea este pierderea de căldură. Pentru a economisi spațiu, tuburile unui cazan vertical trebuie scurtate. Acest lucru face ca gazele de la arzător să nu poată fi utilizate complet în timpul procesului de încălzire. Un alt dezavantaj este că zona de încălzire este limitată la dimensiunea bazei cazanului, ceea ce poate limita producția de abur.